Thạc Sĩ Khả năng cung cấp dữ liệu từ các nguồn ảnh vệ tinh có sẵn trên mạng internet phục vụ cho hệ thống th

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Khả năng cung cấp dữ liệu từ các nguồn ảnh vệ tinh có sẵn trên mạng internet phục vụ cho hệ thống thông tin tài nguyên đất đai trên địa bàn huyện Gia Lâm thành phố Hà Nội
Mô tả bị lỗi font vài chữ, file tài liệu thì bình thường


MỤC LỤC
Lời cam ñoan . i
Lời cảm ơn . ii
Mục lục .iii
Danh mục các chữviết tắt vii
Danh mục bảng .viii
Danh mục hình ix
1. MỞ ðẦU 1
1.1. ðặt vấn ñề 1
1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñềtài .3
1.3. Ý nghĩa khoa học của ñềtài 4
2. TỔNG QUAN VẤN ðỀNGHIÊN CỨU .5
2.1. Cơsởlý luận vềnguồn tài nguyên ñất 5
2.2. Cơsởlý luận về ứng dụng CNTT trong quản lý dữliệu ñất 9
2.3. Tổng quan vềcông nghệ ảnh viễn thám và GIS 14
2.4. Tổng quan vềhệthống cơsởdữliệu 42
3. ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .49
3.1. Nội dung nghiên cứu 49
3.2. Phương pháp nghiên cứu 51
4. KẾT QUẢNGHIÊN CỨU .52
4.1. ðiều kiện tựnhiên vùng nghiên cứu .52
4.1.1. Vịtrí ñịa lý .52
4.1.2. ðịa hình 53
4.1.3 Khí hậu, thủy văn .53
4.1.4 Tài nguyên ñất và các vùng sinh thái 54
4.2. Một số ñặc ñiểm của các nguồn ảnh vệtinh trên mạng internet .49
4.3 ðánh giá một số ñặc ñiểm, chất lượng nguồn ảnh vệtinh từcác
Webside 50
4.4 Tổng hợp một sốloại ảnh trên mạng internet 68
4.4.1 ðánh giá ñộchính xác kết quảgiải ñoán ảnh .68
4.4.2 Công thức tính hệsốKappa .68
4.5 Phương pháp xửlý thông tin ảnh 72
4.6 Xửlý ảnh trên phần mềm ENVI .73
4.6.1 Nhập ảnh 73
4.6.2 Tăng cường chất lượng ảnh 73
4.6.3 Nắn chỉnh hình học .74
4.6.4 Ghép mảnh trên ENVI 76
4.7 Phân loại ảnh 77
4.8 ðánh giá ñộchính xác của kết quảphân loại 80
4.9 Một sốkỹ thuật sau phân loại. 83
4.10 Thành lập hệthống bản ñồtừnguồn ảnh vệtinh .84
4.11 Thống kê diện tích một sốcác loại ñất trên bản ñồ .84
4.12 Thành lập bản ñồbiến ñộng ñất ñai 85
4.13 Nhận xét vềkết quảthực nghiệm 86
5 KẾT LUẬN 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90


1. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Việc sửdụng kết hợp Viễn thám và GIS cho nhiều mục ñích khác nhau
ñã trởnên rất phổbiến trên toàn thếgiới trong khoảng 30 năm trởlại ñây. GIS
bắt ñầu ñược xây dựng ởCanada từnhững năm 60 của thếkỷXX và ñã ñược
ứng dụng ởrất nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thếgiới. Sau khi vệtinh
quan sát trái ñất Landsat ñầu tiên ñược phóng vào năm 1972, các dữliệu viễn
thám ñược xem là nguồn thông tin ñầu vào quan trọng của GIS nhờnhững
tiến bộvềkỹthuật của nó. Ngày nay, Trái ñất ñược nghiên cứu thông qua một
dải quang phổ rộng với nhiều bước sóng khác nhau từ dải sóng nhìn thấy
ñược ñến dải sóng hồng ngoại nhiệt. Các thếhệvệtinh mới ñược bổsung
thêm các tính năng quan sát trái ñất tốt hơn với những quy mô không gian
khác nhau. Vệtinh cung cấp một lượng thông tin khổng lồvà phong phú về
các phản ứng quang phổcủa các hợp phần của trái ñất như: ñất, nước, thực
vật. Chính các phản ứng này sau ñó sẽphản ánh bản chất sinh lý của trái ñất
và các hiện tượng diễn ra trong tựnhiên bao gồm cảcác hoạt ñộng của con
người. Chủ ñềphát triển chính của viễn thám trong một thời gian dài chính là
môi trường và tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực này ñã tăng lên nhanh
chóng trong một vài năm gần ñây (Askne, 1995). Trong khi ñó mục tiêu chính
của việc sửdụng GIS là tạo ra những giá trịmới cho các thông tin hiện có
thông qua phân tích không gian - thời gian hoặc mô hình hoá các dữliệu có
toạ ñộ. Nhờkhảnăng phân tích không gian - thời gian và mô hình hoá, GIS
cho phép tạo ra những thông tin có giá trịgia tăng cho các thông tin ñược
chiết xuất từdữliệu vệtinh (Burrough và cộng sự.,1998) [6].
Từkhi viễn thám lần ñầu tiên ñược sửdụng vào những năm 70 của thế
kỷXX, các nước ñang phát triển là ñối tượng chính ñược quan sát bằng công
nghệ này. Nền kinh tế của những nước này thường dựa vào các hoạt ñộng
khai thác tài nguyên thiên nhiên, ñôi khi, các bản ñồhoặc các dữliệu sẵn có
không chính xác hoặc ñã lỗi thời, yêu cầu về ñộchính xác cũng thấp hơn các
bản ñồcủa các nước công nghiệp hoá và tương thích với dữliệu của các vệ
tinh thếhệ ñầu tiên. Những biến ñổi vềmôi trường ñang diễn ra rất nhanh
chóng (ví dụ: hoạt ñộng tàn phá rừng, sựmởrộng các ñô thị) do ñó cần phải
có những quan trắc ñầy ñủ. Áp lực quốc tếlên các hoạt ñộng quan trắc này
khá lớn (bảo vệnhững rừng, thúc ñẩy nền dân chủ ) trong giai ñoạn toàn cầu
hoá Việt Nam không phải là một ngoại lệ. Hơn 10 năm sau khi chính sách ñổi
mới nền kinh tế ñược thực hiện, nền kinh tếcủa Việt Nam cũng ñã ñạt ñược
những thành tựu và cũng còn nhiều thách thức nhưnhững vấn ñề m ới nảy
sinh trong quản lý môi trường và tài nguyên thiên nhiên. Chính phủ ñã nhận
ra rằng, phát triển kinh tếphải ñược kết hợp thực hiện với quản lý môi trường
và tài nguyên thông qua một kếhoạch hành ñộng bền vững. Một câu hỏi ñặt
ra là: Công nghệViễn thám và GIS có thể ñóng góp những gì nhằm hỗtrợ
quá trình ra quyết ñịnh ở Việt Nam? Nghiên cứu hiện trạng lớp phủ thổ
nhưỡng và hiện trạng sửdụng ñất là những ứng dụng phổbiến nhất, chúng ta
có các ảnh viễn thám chụp Việt Nam ởnhững tỷlệkhác nhau từ1:25.000
(với ảnh SPOT và ASTER), 1:50.000, 1:250.000 (với ảnh Landsat) ñến
1:1.000.000 (với ảnh NOAA AVHRR và MODIS). FIPI và NIAPP (Viện Quy
hoạch và Thiết kếNông nghiệp) là hai ñối tượng chính sửdụng công nghệ
này từnhững năm 80. Trong suốt thập niên cuối của thếkỷ XX, các dữliệu
viễn thám ñã ñược sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:
nghiên cứu ñịa chất, lũlụt, nghiên cứu phân bốlúa và cháy rừng, bảo tồn các
vùng ñất ngập nước, quản lý tổng hợp ñới bờ, quan trắc các vùng ñô thịmở
rộng một cách tựphát, Hiện nay, ñối tượng sửdụng công nghệnày rất ña
dạng, họcó thểtừcác bộ, ngành ởTrung ương và ñịa phương và ñặc biệt là
các dựán nghiên cứu cũng ñược liệt kê trong danh sách những người sửdụng.
Trên thực tếquản lý tài nguyên ñất ñai và tài nguyên nước có thể ñược tiếp
cận ởnhững tỷlệkhác nhau phụthuộc vào khảnăng của bộcảm. Chúng ta
cũng biết rằng, các dữliệu từvệtinh NOAA AVHRR và MODIS có thểphù
hợp ñối với công tác quan trắc và quản lý môi trưòng ởphạm vi quốc gia.
Thực tế, ởHà Nội có hai ñơn vịthu nhận các ảnh này là Trung tâm Viễn thám
và Geomatics VTGEO thu nhận ảnh NOAA AVHRR và Viện Vật lý thu nhận
ảnh MODIS. Với các dữliệu thu ñược này, các chỉsốthực vật (NDVI), nhiệt
ñộbềmặt ñất (LST) và nhiệt ñộbềmặt biển (SST) có thể ñược tính toán cho
toàn lãnh thổViệt Nam. ðểchiết xuất các thông tin thêm nhưcác chỉsốvề
hạn hán, ñộtăng trưởng của thực vật, cơquan môi trường Trung ương cần
dữliệu GIS ởphạm vi cảnước ởtỷlệthích hợp (1:50.000 hoặc 1:1 000 000)
cho báo cáo môi trường hàng tháng, quý hoặc hàng năm của họ[6].
Hiện nay, các nguồn ảnh vệtinh trên m ạng internet dùng miễn phí ngày
càng trởnên phong phú nhưng cho ñến nay theo ñánh giá chủquan của nhiều
người thì chưa có những nghiên cứu ñể ñưa các nguồn ảnh ñó vào sửdụng
nhằm phục vụ các công việc trong lĩnh vực quản lý các nguồn tài nguyên
thiên nhiên. Nhưvậy nếu biết cách khai thác các nguồn ảnh vệtinh ñó chúng
sẽcung cấp cho chúng ta một nguồn dữliệu rất phong phú và ña dạng phục
vụ ñược nhiều lĩnh vực khác nhau. Với mong muốn ñược tìm hiểu thêm các
công dụng từcác nguồn ảnh vệtinh trên mạng internet ñược dùng miễn phí
tôi tiến hành nghiên cứu ñềtài: “Khảnăng cung cấp dữliệu từcác nguồn
ảnh vệtinh có sẵn trên mạng internet phục vụcho hệthống thông tin tài
nguyên ñất ñai trên ñịa bàn huyện Gia Lâm thành phố Hà Nội ” với sự
hướng dẫn của TS. Nguyễn Duy Bình.
1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñềtài
1.2.1. Mục ñích nghiên cứu
- Nghiên cứu, tìm hiểu khả năng cung cấp dữ liệu của các nguồn ảnh
miễn phí trên mạng internet từ các vệ tinh như Landsat, Spot, Mos1, ảnh
Quickbird và các hệthống vệtinh mới trong việc xây dựng hệthống cơsởdữ
liệu phục vụcông tác quản lý nguồn tài nguyên ñất ñai.
- Xây dựng quy trình ứng dụng từ các nguồn ảnh vệ tinh trên m ạng
internet ñểsửdụng vào mục ñích phục vụtrong công tác quản lý dữliệu tài
nguyên ñất ñai.
1.2.2. Yêu cầu của ñềtài
- Tìm hiểu các công nghệ ảnh vệtinh ñã ñược sửdụng vào công tác quản lý
dữliệu nguồn tài nguyên ñất ñai, các tiêu chí xây dựng cơsởdữliệu ñất ñai;
- Xây dựng ứng dụng mẫu về quản lý dữ liệu nguồn tài nguyên ñất ñai;
- Thu thập, ñiều tra tài liệu, sốliệu, tài liệu, các tưliệu ảnh vệtinh có sẵn
trên mạng internet và bản ñồcó liên quan.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñềtài
- ðánh giá mức ñộcung cấp thông tin của các nguồn ảnh vệtinh trên
mạng internet hiện nay;
- Phương pháp xửlý ñối với các nguồn ảnh vệtinh miễn phí trên mạng
internet ñểsửdụng trong việc khai thác các thông tin của tài nguyên ñất ñai;
- Xây dựng thửnghiệm mô hình ứng dụng công nghệ tin học ñể quản lý dữ
liệu nguồn tài nguyên ñất ñai thuộc khu vực huy ện Gia Lâm thành phốHà Nội;


TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. Tài liệu Tiếng Việt
1. Thuận An, (07/11/2005): Khoa học,
(htt://www.vnexpress.net/Vietnam/Home/.
2. Nguyễn Duy Bình, Giáo trình Tổng quan vềquan hệsốliệu Môi trường,
Khoa Tài nguyên và Môi trường, ðại học Nông nghiệp Hà Nội.
3. Trần Quốc Bình (2004), Bài giảng ESRI ArcGIS 8.1, Trường ðại học Khoa
học tưnhiên, ðại học Quốc gia Hà Nội.
4. Trần Văn Chính (chủbiên), Giáo trình Thổnhưỡng, Khoa Tài nguyên và
Môi trường, ðại học Nông nghiệp Hà Nội.
5. Trần Trọng ðức (2000), Kỹthuật viễn thám, ðại học Bách khoa thành phố
HồChí Minh.
6. Lương Chính Kế( chủbiên), Chiến lược phát triển ảnh vệtinh có ñộphân
giải siêu cao của Mỹ, Viện Trắc ñịa ảnh và Bản ñồtrường ðại học Bách Khoa
Vacsava.
7. Nguy ễn Ngọc Thạch (chủ biên, 1997), Viễn thám trong nghiên cứu Tài
nguyên và môi trường, NXB Khoa học và Kỹthuật, Hà nội.
8. Phạm Vọng Thành, Nguyễn Trường Xuân (2003), Bài giảng Viễn thám
dành cho học viên cao học, Trường ðại học Mỏ ñịa chất Hà Nội.
9. Nguyễn Khắc Thời, Trần Quốc Vinh (2006), Bài giảng Viễn thám, Trường
ñại học Nông nghiệp, Hà Nội.
10. Nguyễn Khắc Thời và nnk (2008), Ứng dụng kỹthuật viễn thám và công
nghệGIS ñểxác ñịnh biến ñộng ñất ñai trong tiến trình ñô thịhóa khu vực
ngoại thành Hà nội,Báo cáo ñềtài cấp Bộ2006-2008.
91
11. ðặc ñiểm của ảnh vệtinh (August 10, 2009), Paper from The Biodiversity
InformaticsFacility,
http://biodiversityinformatics.amnh.org/file.php?file_id=9.
12. Quy phạm thành lập bản ñồhiện trạng sửdụng ñất (2008), NXB Bản ñồ.
13. Uỷban nhân dân huyện Gia Lâm (2010), Kiểm kê ñất ñai năm 2009.
B. Tài liệu Tiếng Anh
14. Assian Association on Remote Sensing (11/2004), Asian Conference on
Remote Sensing, Proceeding 1, 2.
15. Brandon R, Bottomley, B,A (1998), Land Use and Land Cover Change
For Southeast Asia: A Synthesis Report,University of Arkansas.
16. John R Jensen (1996), Introductory Digital Image Processing.
17. Dr. Nguyễn Xuân Lâm (2007), Remote Sensing center-MONRE Activities
and achiverment in application of remote sensing technology and GIS in
Vietnam, Remote Sensing Center.
18. J Mas, Mornitoring land cover change: a comparison of change detection
techniques, J, Remote Sensing 1999 Vol 20.
19. Mariamni Halid,Land use - cover change detection using knowlge based
approaches remote sensing and GIS, Kalaysia Centre for Remote Sensing.
20. Maryna Rymasheukaya, Land cover change detection in Northern
Belarus, Polosk State University.
21. Mark Foster, NASA-remote-sensing-disaster-response-v7.
22. Bob Booth and Andy Mitchell, GettingStartedwithArcGIS.
23. Pham Bach Viet, Ho Dinh Duan, Venkatesh Raghavan and Mamoru
Shibayama using satellite imagery to study spatial urban expansion of
Hanoi city.