Luận Văn Ứng dụng viễn thám và GIS để nghiên cứu, đánh giá biến động sử dụng đất

Lời mở đầu
Cựng với sự phỏt triển của cụng nghệ thụng tin, công nghệ viễn thám và GIS đã và đang được ứng dụng rộng dãi trong nhiều lĩnh vực khoa học và trong thực tiễn. Mặc dự tiếp cận sau so với nhiều nước trờn thế giới nhưng chỳng ta cũng đó cú những đầu tư mạnh mẽ để phỏt triển những cụng nghệ này.
Quản lý tài nguyờn thiờn nhiờn núi chung và quản lý sử dụng đất đai núi riờng là một nhiệm vụ quan trọng trong cụng cuộc phỏt triển kinh tế xó hội của đất nước ta hiện nay. Trong đú sử dụng đất hợp lý, hiệu quả luụn là một trong những mục tiờu hàng đầu của nhiệm vụ này. Cụng tỏc nghiờn cứu đỏnh giỏ tỡnh hỡnh biến động sử dụng đất là một yếu tố đầu tiờn để thực hiện nhiệm vụ đú. Nhất là trong thực tế hiện nay, sự phỏt triển nhanh chúng của nền kinh tế xó hội kộo theo quỏ trỡnh đụ thị hoỏ đó gõy ra sự biến động về đất đai là rất lớn. Với nhu cầu đũi hỏi sự cập nhật nhanh chúng chớnh xỏc và kịp thời cỏc thụng tin, đồng thời xõy dựng một cơ sở dữ liệu tin cậy đỏp ứng cụng tỏc quản lý, và định hướng chiến lược phỏt triển việc đẩy mạnh ứng dụng cỏc giải phỏp cụng nghệ là cần thiết.
Xuất phát từ đó, đề tài tiểu luận: “ứng dụng viễn thám và GIS để nghiên cứu, đánh giá biến động sử dụng đất” là một trong những giải phỏp của sự kết hợp giữa cỏc cụng nghệ nhằm đỏp ứng tốt hơn cỏc nhu cầu đề ra.















Phần Nội Dung
I.Khỏi quỏt chung về Viễn Thỏm.
Viễn thỏm là một ngành khoa học cú lịch sử phỏt triển lõu đời, nghiờn cứu thụng tin về một vật hoặc một hiện tượng, thụng qua cỏc dữ liệu ảnh hàng khụng, ảnh vệ tinh. Sự phỏt triển của khoa học viễn thỏm được bắt đầu từ mục đớch quõn sự, qua việc nghiờn cứu ảnh chụp sử dụng phim và giấy ảnh, được thực hiện, lỳc đầu từ khinh khớ cầu và sau đú là trờn mỏy bay ở cỏc độ cao khỏc nhau. Ngày nay, viễn thỏm ngoài việc tỏch lọc thụng tin từ khụng ảnh, cũn ỏp dụng cỏc kỹ nghệ hiện đại trong thu nhận và xử lý thụng tin ảnh số, thu được từ cỏc bộ cảm cú độ phõn giải khỏc nhau, được đặt trờn vệ tinh thuộc quĩ đạo Trỏi Đất. Viễn thỏm được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khỏc nhau như quõn sự, địa chất, địa lý, mụi trường, khớ tượng, thủy văn, thủy lợi, lõm nghiệp và nhiều ngành khoa học khỏc. Lịch sử phỏt triển của viễn thỏm là lịch sử phỏt triển của cụng nghệ thu ảnh qua việc ghi phổ phản xạ và phỏt xạ của cỏc đối tượng trờn mặt đất từ vệ tinh quĩ đạo trỏi đất. Sự bắt đầu của ảnh vệ tinh từ những năm 1960 được sỏng lập chủ yếu cho nghiờn cứu địa chất. Chương trỡnh vũ trụ Apolo nghiờn cứu mặt trăng, bao gồm cỏc ảnh chụp đa phổ nghiờn cứu mặt đất.
Sự phỏt triển trong lĩnh vực nghiờn cứu Trỏi Đất bằng viễn thỏm được đẩy mạnh do ỏp dụng kỹ nghệ mới với việc sử dụng kỹ thuật quột tạo ảnh RADAR, LIDAR và cỏc ảnh quột tự động từ vệ tinh Landsat. Cụng nghệ mỏy tớnh ngày nay đó phỏt triển mạnh mẽ cựng với cỏc sản phẩm phần mềm chuyờn dụng tạo điều kiện cho phõn tớch ảnh xử lý số ảnh vệ tinh. Thời đại bựng nổ của Internet và cụng nghệ tin học và kỹ thuật xử lý ảnh số kết hợp với hệ thụng tin địa lý là một phương phỏp hữu hiệu thỳc đẩy cỏc nghiờn cứu Trỏi Đất bằng viễn thỏm ngày càng phỏt triển.
Phương phỏp viễn thỏm được định nghĩa là phương phỏp sử dụng bức xạ điện từ ( ỏnh sỏng nhiệt, súng cực ngắn) như một phương tiện để điờ̀u tra, đo đạc thu thập, phõn tớch thụng tin hoặc vờ̀ những đặc tớnh của đối tượng hoặc cỏc hiện tượng mà khụng phải tiếp xỳc trực tiếp với đối tượng hoặc cỏc hiện tượng đú.
II.Khỏi quỏt chung về GIS.
Hệ Thụng Tin Địa Lý (HTTĐL) theo nguyờn bản tiếng Anh: “Geographic hoặc Geographical Information System (GIS)”. Khi hỡnh thành, GIS được dựng cho kỹ nghệ mỏy tớnh cú định hướng địa lý song dần dần đó trở thành một ngành khoa học cú tớnh đa ngành, đó và đang cú sự cuốn hỳt rất rộng lớn người sử dụng và cỏc ngành liờn quan tới cỏc lĩnh vực về trỏi đất. Thực tế trong 30 năm gần đõy GIS đó phỏt triển rất mạnh mẽ về lý thuyết, cụng nghệ và tổ chức. GIS đó được dựng trong nhiều lĩnh vực khỏc nhau như địa lý, địa chất, nụng nghiệp, đụ thị, giao thụng, ngõn hàng, nghiờn cứu thực vật, địa chớnh, kinh tế, toỏn học, trắc địa, mụi trường vv Đến nay, ngoài những ứng dụng về khoa học tự nhiờn, cỏc lĩnh vực ứng dụng của GIS cũn mở rộng sang khoa học nhõn văn, kinh tế, y học, chớnh trị, quõn sự ứng dụng GIS cho phộp nghiờn cứu bất kỳ thực thể khụng gian nào trờn Trỏi Đất dự thực thể đú về mặt khụng gian chỉ là một đối tượng điểm rất nhỏ hoặc đến những quy mụ rộng lớn ở phạm vi toàn cầu. Thụng tin về thực thể khụng gian hết sức đa dạng và mức độ đa dạng của thực thể sẽ tựy thuộc theo mục đớch nghiờn cứu về chớnh đối tượng khụng gian đú. Một đặc điểm chung của GIS là khi nghiờn cứu bất kỳ một đối tượng khụng gian nào thỡ việc định vị chỳng trờn một hệ trục tọa độ dựng cho Trỏi Đất luụn được quan tõm trước hết, vỡ vậy chỳng cú ý nghĩa về vị trớ địa lý trong một khụng gian chung là trỏi đất. Thụng tin cú tọa độ về một thực thể khụng gian cú thể gọi là thụng tin địa lý. Thực thể khụng gian trong khỏi niệm của GIS cũn gọi là đối tượng khụng gian. Ngoài tọa độ của chỳng người ta thể hiện đặc tớnh của chỳng bằng kớch thước (diện tớch, chu vi, độ dài .) hoặc bằng loại hạng. Vớ dụ một thực thể khụng gian trờn bề mặt Trỏi Đất cú đặc tớnh là cỏc khoanh vi kiểu đa giỏc (polygon) khộp kớn được gọi là đối tượng vựng sẽ cú diện phõn bố, cú diện tớch, chu vi nào đú. Một con sụng được thể hiện trong GIS cú thể là đối tượng khụng gian dạng tuyến (linear) cũn gọi là dạng đường (line) sẽ cú thuộc tớnh như độ dài và cỏc đặc tớnh hỡnh dạng của nú. Ngoài ra cũn cú những quỏ trỡnh hoạt động khỏc nhau do cỏc hiện tượng tự nhiờn và phi tự nhiờn diễn ra trờn thực thể khụng gian đú. Theo thời gian thỡ thực thể khụng gian đú bị thay đổi và chuyển húa từ đối tượng khụng gian này sang đối tượng khụng gian khỏc. Xột từ nhiều khớa cạnh nghiờn cứu khỏc nhau thỡ thụng tin về một thực thể khụng gian và một hiện tượng tự nhiờn cú định vị rất đa dạng. Đối với một thực thể khụng gian nhất định nhà địa chất cho ra thụng tin về đặc tớnh địa chất, nhà thổ nhưỡng cho thụng tin về đặc tớnh đất và nhà nghiờn cứu khớ hậu sẽ quan tõm đến đặc tớnh khớ hậu như nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, lượng mưa trung bỡnh . tồn tại, vận hành trờn nú. Chuyờn gia mụi trường nghiờn cứu mức độ ụ nhiễm do đối tượng khụng gian gõy ra hoặc chỳng tồn tại trờn thực thể khụng gian đú. Nhà nghiờn cứu thực vật dựng GIS sẽ cho ra bản đồ đặc tớnh lớp phủ thực vật, sự thay đổi biến động của lớp phủ trờn trờn đối tượng khụng gian này. Cũn cỏc nhà qui hoạch tổng thể lại cú cỏc quyết định xem khu đú nờn dựng vào mục đớch gỡ thỡ sẽ cú hiệu quả và phỏt triển bền vững cú tớnh chất chiến lược nhất.
Viện nghiờn cứu mụi trường Mỹ ESRI - đưa ra định nghĩa đầu tiờn vào năm 1994:
Hệ thụng tin Địa lý là tổ hợp của bốn hợp phần cú quan hệ thống nhất, liờn quan chặt chẽ với nhau là phần cứng gồm phần cứng (mỏy tớnh và thiết bị liờn quan), phần mềm, tổ chức con người và cơ sở dữ liệu khụng gian được hoạt động đồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý, thao tỏc, tỡm kiếm-hỏi đỏp, phõn tớch, hiển thị và mụ hỡnh hoỏ cỏc dữ liệu khụng gian và cỏc quỏ trỡnh trong khụng gian cú định vị toạ độ được tham chiếu với một hệ tọa độ dựng thể hiện bề mặt cầu của Trỏi Đất và cỏc dữ liệu thuộc tớnh nhằm thoả món cỏc yờu cầu thực tế.( Viện nghiờn cứu mụi trường Mỹ 1994-ESRI).
III. Ứng dụng viễn thỏm và GIS trong nghiờn cứu biến động sử dụng đất.
1. Khái niệm về biến động.
Biến động là sự thay đổi theo cả mọi ý nghĩa, thể hiện sự vận động không
ngừng của mọi vật chất, mọi hiện tượng. Biến động thể hiện ở cả bên trong lẫn bên ngoài.
Trong lĩnh vực khoa học trái đất, biến động thể hiện ở rất nhiều lĩnh vực, có thể liệt kê dưới đây một số lĩnh vực có sự biến động mà khoa học cần theo dõi để có sự ứng xử thích hợp.
- Biến động khí hậu
- Biến động địa hình trên đất liền và biến động đáy sông biển
- Biến động tài nguyên rừng
- Biến động sử dụng đất đai
- Biến động tài nguyên đất
- Biến động tài nguyên nước
- Biến động chất lượng môi trường
- Biến động bờ sông, bờ biển
- Biến động mùa màng trong nông nghiệp
- Biến động các hệ sinh thái
- Biến động đất ở nông thôn và thành thị
- Biến động mạng lưới giao thông
- Biến động hệ thống kênh mương
- Biến động các loại hình tai biến : cháy rừng, sâu bệnh, ngập lụt, trượt lở .
- Biến động môi trường biển