Tài liệu Ứng dụng viễn thám và gis để phân tích, đánh giá hiện trạng sử dụng đất đô thị quận 2

Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø CHÖÔNG 1: MÔÛ ÑAÀU 1.1. Lyù do choïn ñeà taøi: Ñaát ñai laø taøi saûn voâ cuøng quyù giaù cuûa Quoác gia, laø tö lieäu saûn xuaát ñaëc bieät, laø thaønh phaàn quan troïng haøng ñaàu cuûa söï soáng, ñaõ ñöôïc hình thaønh vaø traõi qua quaù trình lòch söû laâu daøi. Töø moät nöôùc Noâng nghieäp, chuùng ta ñang tieán leân Coâng nghieäp hoaù – Hieän ñaïi hoaù ñaát nöôùc, caùc khu ñoâ thò môùi cuõng ñang vaø ñaõ ñöôïc xaây döïng. Chính vì theá vaán ñeà söû duïng ñaát ñoâ thò ñang ñöôïc quan taâm nhieàu. Quaän 2 cuõng khoâng naèm ngoaøi vaán ñeà ñoù, laø nôi ñang trôû thaønh moät ñaïi coâng tröôøng vôùi nhöõng coâng trình taàm côõ ñaõ vaø ñang ñöôïc trieån khai nhö: Ñaïi loä Ñoâng – Taây, ñöôøng haàm Thuû Thieâm, ñöôøng vaønh ñai caàu Phuù Myõ, KCN Caùt Laùi, Taân Caûng cuøng vôùi caùc khu daân cö ôû caùc phöôøng Thaïch Myõ Lôïi, An Phuù, khu ñoâ thò môùi Thuû Thieâm, caùc ngoâi tröôøng môùi tieáp tuïc moïc leân, caùc trung taâm y teá, vaên hoaù, daïy ngheà ñöôïc ñaàu tö xaây döïng môùi, caùc khu daân cö hieän höõu ñöôïc chænh trang, trung taâm haønh chính quaän ñöôïc hình thaønh … taïo tieàn ñeà cho quaän 2 trôû thaønh moät trung taâm ñoâ thò môùi vaên minh, hieän ñaïi trong moät töông lai khoâng xa. Treân theá giôùi HTTTÑL (Gis) vaø Vieãn thaùm ra ñôøi vaøo ñaàu thaäp kæ 70 vaø ngaøy caøng phaùt trieån maïnh meõ treân neàn taûng cuûa tieán boä coâng ngheä maùy tính, ñoà hoaï maùy tính, phaân tích döõ lieäu khoâng gian vaø quaûn lyù döõ lieäu. Töø nhöõng naêm 80 trôû laïi ñaây, coâng ngheä Gis vaø vieãn thaùm ñaõ coù söï phaùt trieån nhaûy voït veà chaát, trôû thaønh moät coâng cuï höõu hieäu trong coâng taùc quaûn lyù vaø trôï giuùp quyeát ñònh, ñöa coâng ngheä thaønh heä töï ñoäng thaønh laäp baûn ñoà vaø xöû lyù döõ lieäu. Tröôùc ñaây, ngöôøi ta quan taâm öùng duïng coâng cuï tin hoïc ñeå veõ caùc baûn ñoà, ñoà thò. Hình thöùc naøy toán keùm nhieàu maët, beân caïnh ñoù, chöa coù nhöõng hình aûnh tröïc SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang1 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø quan coù tính khaùi quaùt bieán ñoäng ñaát ñai ngay töø ñaàu vaø gaëp khoù khaên khi caàn ñaùnh giaù taùc ñoäng moâi tröôøng. Vôùi coâng taùc quy hoaïch ñoâ thò ngaøy caøng phaùt trieån, quaän 2 cuõng khoâng naèm ngoaøi vaán ñeà naøy (nhö khu ñoâ thò môùi Thuû Thieâm) thì vaán ñeà öùng duïng vieãn thaùm vaø Gis laø khoâng traùnh khoûi. Chính vì vaäy em choïn ñeà taøi: “ÖÙNG DUÏNG VIEÃN THAÙM VAØ GIS ÑEÅ PHAÂN TÍCH, ÑAÙNH GIAÙ HIEÄN TRAÏNG SÖÛ DUÏNG ÑAÁT ÑO THÒ QUAÄN 2, TP. HCM”. 1.2. Muïc tieâu nghieân cöùu: A. Muïc tieâu laâu daøi: - Xaây döïng coâng cuï phaân tích, ñaùnh giaù hieän traïng söû duïng ñaát ñoâ thò quaän 2 noùi rieâng, cuõng nhö phaân tích, ñaùnh giaù hieän traïng söû duïng ñaát ñoâ thò noùi chung. B. Muïc tieâu cuï theå: - Thu thaäp caùc thoâng soá trong quaù trình söû duïng ñaát ñoâ thò taïi quaän 2 vaø ñeà xuaát bieän phaùp quaûn lyù. - ÖÙng duïng vieãn thaùm vaø Gis xaây döïng baûn ñoà hieän traïng söû duïng ñaát ñeå quaûn lyù ñaát ñai taïi quaän 2. - ÖÙng duïng vieãn thaùm ñeå caäp nhaäp thöôøng xuyeân trong quaù trình ñaùnh giaù hieän traïng söû duïng ñaát ñoâ thò ôû quaän 2, thích hôïp cho coâng taùc quaûn lyù ñaát ñai taïi quaän 2. 1.3. - Noäi dung nghieân cöùu: Ñaëc ñieåm chung veà ñieàu kieän töï nhieân, Kinh teá – Xaõ hoäi cuûa quaän 2 trong quaù trình ñoâ thò hoaù. - Tình hình söû duïng ñaát ñoâ thò taïi quaän 2 vaø ñieàu kieän moâi tröôøng. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang2 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø - HTTTÑL (Gis), vieãn thaùm vaø caùc phaàn meàm öùng duïng. - ÖÙng duïng coâng ngheä vieãn thaùm ñeå giaûi ñoaùn aûnh veä tinh, xaùc ñònh vuøng ñaát ñoâ thò ñeå cung caáp döõ lieäu cho quaù trình phaân tích trong kyõ thuaät GIS. - ÖÙng duïng GIS ñeå xöû lyù, phaân tích döõ lieäu töø keát quaû giaûi ñoaùn aûnh veä tinh ñeå thaønh laäp baûn ñoà hieän traïng söû duïng ñaát ñoâ thò cho khu vöïc nghieân cöùu_quaän 2. 1.4. - Giôùi haïn cuûa ñeà taøi: Nghieân cöùu tình hình söû duïng ñaát ñoâ thò taïi quaän 2 vaø aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng nhö theá naøo. - Söû duïng caùc phaàn meàm ñaõ hoïc ñeå phaân tích, ñaùnh giaù tình hình söû duïng ñaát ñoâ thò taïi quaän 2. 1.5. Phöông höôùng phaùt trieån cuûa ñeà taøi Xaây döïng heä thoáng thoâng tin quy hoaïch ñoâ thò, ñòa chính, quaûn lyù nhaø ñaát nhaèm phuïc vuï coâng taùc quaûn lyù nhaø nöôùc treân ñòa baøn quaän 2, thaønh phoá Hoà Chí Minh vôùi caùc öu ñieåm sau: - Heä thoáng thoâng tin quaûn lyù vaø Gis thuoäc quaän 2 seõ trôû thaønh moät trong nhöõng nguoàn trao ñoåi thoâng tin quaûn lyù ñoâ thò cuûa quaän 2 vôùi heä thoáng thoâng tin quaûn lyù ñoâ thò Thaønh phoá cuõng nhö caùc Sôû, ban ngaønh lieân quan trong thaønh phoá Hoà Chí Minh. - Khai thaùc trieät ñeå heä thoáng thoâng tin quaûn lyù ñoâ thò ñeå giaûi quyeát caùc vaán ñeà lieân quan ñeán nhaø ñaát vaø quy hoaïch, quaûn lyù xaây döïng ñoâ thò quaän 2. - Phoå bieán thoâng tin quy hoaïch roäng raõi cho nhaân daân. - Hoaøn chænh caûi caùch haønh chính vaø caùc nhieäm vuï do ngaønh vaø UBND yeâu caàu. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang3 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø CHÖÔNG 2: PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC HIEÄN ÑEÀ TAØI 2.1. Phöông phaùp luaän öùng duïng vieãn thaùm (VT) vaø HHTT Ñòa lyù (GIS): 2.1.1. Toång quan veà vieãn thaùm: Ngaøy nay kyõ thuaät vieãn thaùm (Remote and Sensing) ñang ñöôïc söû duïng ñeå theo doõi veà nhöõng thay ñoåi beà maët traùi ñaát, quaûn lyù caùc nguoàn taøi nguyeân thieân nhieân vaø giaùm saùt moâi tröôøng. Vieãn thaùm ñöôïc ñònh nghóa nhö moät khoa hoïc nghieân cöùu caùc phöông phaùp thu thaäp vaø phaân tích thoâng tin cuûa ñoái töôïng (vaät theå) maø khoâng coù nhöõng tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi chuùng. Khi veä tinh Lansat-1 ñöôïc phoùng vaøo naêm 1972, nhöõng öùng duïng cuûa kyõ thuaät vieãn thaùm trong lónh vöïc giaùm saùt moâi tröôøng vaø quaûn lyù taøi nguyeân thieân nhieân ñaõ trôû neân khaù phoå bieán vaø trôû thaønh moät phöông phaùp raát hieäu quaû trong vieäc caäp nhaät thoâng tin cuûa moät vuøng hay toaøn laõnh thoå phuïc vuï cho coâng taùc khai thaùc vaø quaûn lyù taøi nguyeân thieân nhieân, giaùm saùt bieán ñoäng vaø nghieân cöùu moâi tröôøng, nghieân cöùu heä sinh thaùi vaø thaønh laäp baûn ñoà lôùp phuû cuõng nhö baûn ñoà hieän traïng söû duïng ñaát …. a. Cô sôû kyõ thuaät cuûa VT: Vieãn thaùm laø khoa hoïc nghieân cöùu caùc phöông phaùp thu thaäp, ño löôøng vaø phaân tích thoâng tin cuûa vaät theå quan saùt maø khoâng caàn tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi chuùng. Thuaät töø “Vieãn Thaùm” ñöôïc söû duïng ñaàu tieân ôû Myõ vaøo nhöõng naêm 1960 bao haøm caùc lónh vöïc nhö ño aûnh, giaûi ñoaùn aûnh, ñòa chaát aûnh, …. Caùc tính chaát cuûa vaät theå coù theå ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua caùc naêng löôïng böùc xaï hoaëc phaûn xaï töø vaät theå. Vieãn thaùm laø moät coâng ngheä nhaèm xaùc ñònh vaø nhaän SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang4 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø bieát ñoái töôïng hoaëc caùc ñieàu kieän moâi tröôøng thoâng qua nhöõng ñaëc tröng rieâng veà phaûn xaï vaø böùc xaï. Vieãn thaùm khoâng chæ tìm hieåu beà maët cuûa Traùi ñaát hay caùc haønh tinh maø noù coøn coù theå thaêm doø ñöôïc caû trong caùc lôùp saâu beân trong caùc haønh tinh. Treân Traùi ñaát, ngöôøi ta coù theå söû duïng maùy bay daân duïng, chuyeân duïng hay caùc veä tinh nhaân taïo ñeå thu phaùt caùc aûnh vieãn thaùm. Hình 1: Sô ñoà nguyeân lyù thu nhaän vaø xöû lyù soá lieäu vieãn thaùm b. Phaân loaïi aûnh vieãn thaùm: - Aønh quang hoïc: laø loaïi aûnh ñöôïc taïo ra bôûi vieäc thu nhaän caùc böôùc soùng aùnh saùng nhìn thaáy (böôùc soùng 0.4 - 0.76 micromet). - Aûnh hoàng ngoaïi: laø loaïi aûnh ñöôïc taïo ra bôûi vieäc thu nhaän caùc böôùc soùng hoàng ngoaïi phaùt ra töø vaät theå (böôùc soùng 8 – 14 micromet). SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang5 Ñoà aùn toát nghieäp - GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø Aûnh radar: laø loaïi aûnh ñöôïc taïo ra bôûi vieäc thu nhaän caùc böôùc soùng trong daõi soùng sieâu cao taàn (böôùc soùng lôùn hôn 2cm). - Aûnh thu ñöôïc baèng soùng ñòa chaán cuõng laø 1 loaïi aûnh vieãn thaùm. Aûnh vieãn thaùm coù theå ñöôïc löu theo caùc keânh aûnh ñôn (traéng ñen) ôû daïng soá trong maùy tính hoaëc caùc keânh aûnh ñöôïc toå hôïp (aûnh maøu) hoaëc coù theå in ra giaáy, tuyø theo muïc ñích mình söû duïng. H×nh 2: S¬ ®å ph©n lo¹i viÔn th¸m theo böôùc soùng Nguoàn naêng löôïng chính söû duïng trong caùc nhoùm: - Nhoùm a: böùc xaï maët trôøi. - Nhoùm b: böùc xaï nhieät do chính vaät theå saûn sinh ra. - Nhoùm sieâu cao taàn: 2 loaïi kyõ thuaät chuû ñoäng vaø bò ñoäng ñeàu ñöôïc aùp duïng. Trong Vieãn thaùm sieâu cao taàn bò ñoäng thì böùc xaï sieâu cao taàn do chính vaät theå phaùt ra ñöôïc ghi laïi, trong khi vieãn thaùm sieâu cao taàn chuû ñoäng laïi thu SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang6 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø nhöõng böùc xaï taùn xaï hoaëc phaûn xaï töø vaät theå sau khi ñöôïc phaùt ra töø caùc maùy phaùt ñaët treân vaät mang. c. Döõ lieäu VT: Moät khía caïnh cuûa vieäc thu thaäp döõ lieäu töø veä tinh laø toaøn boä noäi dung cuûa nhöõng taøi lieäu lieân quan, döõ lieäu nhaän ñöôïc laø döõ lieäu soá. Noù ñöôïc chia ra thaønh nhieàu phaàn töû nhoû, mang giaù trò theå hieän ñoä phaûn xaï trung bình. Moãi phaàn töû nhoû ñöôïc goïi laø moãi pixel, moãi pixel töông öùng 1 ñôn vò khoâng gian. Döõ lieäu soá caàn phaûi loaïi boû moïi nhieãu, hieäu chænh hình hoïc vaø chuyeån ñoåi vaøo khuaân daïng chuaån cuûa aûnh vieãn thaùm. Nguoàn thoâng tin töø aûnh ban ñaàu coù giaù cao, ngaøy caøng giaûm do söï phaùt trieån cuûa coâng ngheä. d. Phaïm vi öùng duïng cuûa aûnh vieãn thaùm: Khí töôïng: duøng ñeå döï baùo thôøi tieát, döï baùo thieân tai lieân quan ñeán bieán ñoåi nhieät ñoä beà maët ñaát, maây, …. Baûn ñoà: laø coâng cuï ñaéc löïc phuïc vuï cho ngaønh baûn ñoà, thaønh laäp caùc loaïi baûn ñoà ñòa hình vaø baûn ñoà chuyeân ñeà ôû nhieàu tæ leä khaùc nhau. Noâng – Laâm nghieäp: theo doõi möùc ñoä bieán ñoåi thaûm phuû thöïc vaät, ñoä che phuû röøng, …. Ñòa chaát: Theo doõi toác ñoä sa maïc hoaù, toác ñoä xaâm thöïc bôø bieån, phaân tích nhöõng caáu truùc ñòa chaát treân maët cuõng nhö beân trong loøng ñaát (voû traùi ñaát), …. e. Heä thoáng thu nhaän döõ lieäu vieãn thaùm: - Boä caûm vieãn thaùm: laø caùc thieát bò taïo ra aûnh veà söï phaân boá naêng löôïng phaûn xaï hay phaùt xaï cuûa caùc vaät theå töø maët ñaát theo nhöõng phaàn nhaát ñònh cuûa quang phoå ñieän töø. Vieäc phaân loaïi caùc boä caûm döïa theo daõi soùng thu nhaän, chöùc naêng hoaït ñoäng, cuõng coù theå phaân loaïi theo keát caáu. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang7 Ñoà aùn toát nghieäp - GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø Boä caûm chia ra laø boä caûm chuû ñoäng vaø boä caûm bò ñoäng: + Boä caûm bò ñoäng thu nhaän böùc xaï do vaät theå phaûn xaï hoaëc phaùt xaï töø nguoàn phaùt töï nhieân laø maët trôøi. + Boä caûm chuû ñoäng laïi thu naêng löôïng do vaät theå phaûn xaï töø moät nguoàn cung caáp nhaân taïo. 2.1.2. Heä thoáng thoâng tin ñòa lyù (GIS): a. Khaùi nieäm: Thuaät ngöõ GIS ñöôïc söû duïng raát thöôøng xuyeân trong nhieàu lónh vöïc khaùc nhau nhö ñòa lyù, kyõ thuaät tin hoïc, caùc heä thoáng tích hôïp söû duïng trong caùc öùng duïng moâi tröôøng, taøi nguyeân, trong khoa hoïc veà xöû lyù döõ lieäu khoâng gian, …. Lónh vöïc GIS ñöôïc ñaëc tröng bôûi söï ña daïng trong öùng duïng vaø caùc khaùi nieäm cuûa GIS ñöôïc phaùt trieån treân neàn cuûa raát nhieàu lónh vöïc. Ñònh nghóa toång quaùt sau ñaây ñöôïc söû duïng: “Heä thoáng caùc coâng cuï neàn maùy tính duøng thu thaäp, löu tröõ, truy caäp vaø bieán ñoåi, phaân tích vaø theå hieän döõ lieäu lieân quan ñeán vò trí treân beà maët traùi ñaát vaø tích hôïp caùc thoâng tin naøy vaøo quaù trình laäp quyeát ñònh.” b. Phaân chia caùc thaønh phaàn cuûa heä thoáng: HTTTÑL goàm coù 5 thaønh phaàn quan troïng: phaàn cöùng, phaàn meàm, öùng duïng, döõ lieäu vaø con ngöôøi. Naêm thaønh phaàn naøy phaûi caân baèng, hoaøn chænh ñeå GIS coù theå hoaït ñoäng hieäu quaû nhaát. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang8 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø  Phaàn cöùng: Phaàn cöùng laø heä thoáng maùy tính treân ñoù coù moät heä GIS hoaït ñoäng. Goàm: - Maùy tính (workstation) hoaëc cuï theå laø boä xöû lyù trung taâm (CPU). - Baøn soá hoaù (digitizer) hoaëc caùc thieát bò töông töï. - Maùy veõ (plotter) hoaëc caùc thieát bò töông töï. - Baêng töø hoaëc CD-ROM. Ngaøy nay, phaàn meàm GIS coù khaû naêng chaïy treân raát nhieàu daïng phaàn cöùng, töø maùy chuû trung taâm ñeán caùc maùy traïm hoaït ñoäng ñoäc laäp hoaëc lieân keát maïng.  Phaàn meàm: Caùc thaønh phaàn chính trong phaàn meàm GIS: - Coâng cuï nhaäp vaø thao taùc treân caùc thoâng tin ñòa lyù. - Heä quaûn trò cô sôû döõ lieäu (DBMS). - Coâng cuï hoã trôï hoûi ñaùp, phaân tích vaø hieån thò ñòa lyù. - Giao dieän ñoà hoïa ngöôøi – maùy (GUI) ñeå truy caäp caùc coâng cuï deã daøng. Moät soá phaàn meàm thoâng duïng: - Phaàn meàm Arc/info: thuoäc loaïi haøng ñaàu treân thò tröôøng. Chaáp nhaän nhieàu format khaùc nhau. - Phaàn meàm ArcView: Hoã trôï laäp trình vaø Webmap. - Phaàn meàm Autocad MAP: Lieân keát döõ lieäu vôùi SQL, DBF, Access. Cho pheùp döïng 3D. - Phaàn meàm GRASS: Chuyeân xöû lyù aûnh, giaûi ñoaùn aûnh vieãn thaùm, phaân tích khoâng gian, thoáng keâ. - Phaàn meàm MapInfo: Coù nhieàu chöùc naêng xaây döïng baûn ñoà toát nhöng caùc chöùc naêng phaân tích khoâng gian thì haïn cheá. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang9 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø  Döõ lieäu: Coù theå coi thaønh phaàn quan troïng nhaát trong moät heä GIS laø döõ lieäu. Caùc döõ lieäu ñòa lyù vaø döõ lieäu thuoäc tính lieân quan coù theå ñöôïc ngöôøi söû duïng töï taäp hôïp hoaëc ñöôïc mua töø nhaø cung caáp döõ lieäu thöông maïi. Heä GIS seõ keát hôïp döõ lieäu khoâng gian vôùi caùc nguoàn döõ lieäu khaùc, thaäm chí coù theå söû duïng DBMS ñeå toå chöùc löu giöõ vaø quaûn lyù döõ lieäu.  Con ngöôøi: Coâng ngheä GIS seõ bò haïn cheá neáu khoâng coù con ngöôøi tham gia quaûn lyù heä thoáng vaø phaùt trieån nhöõng öùng duïng GIS trong thöïc teá. Ngöôøi söû duïng GIS coù theå laø nhöõng chuyeân gia kyõ thuaät, ngöôøi thieát keá vaø duy trì heä thoáng, hoaëc nhöõng ngöôøi duøng GIS ñeå giaûi quyeát caùc vaán ñeà trong coâng vieäc.  Phöông phaùp: Moät heä GIS thaønh coâng theo khía caïnh thieát keá vaø luaät thöông maïi laø ñöôïc moâ phoûng vaø thöïc thi duy nhaát cho moãi toå chöùc. c. Caùc chöùc naêng cuûa GIS: GIS ñöôïc ñònh nghóa laø heä thoáng thoâng tin coù 4 chöùc naêng chính: - Thu thaäp vaø nhaäp döõ lieäu. - Toå chöùc löu tröõ döõ lieäu. - Truy vaán, phaân tích döõ lieäu khoâng gian ñòa lyù. - Hieån thò vaø xuaát döõ lieäu khoâng gian ñòa lyù. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang10 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø Thu thaäp vaø nhaäp döõ lieäu Theá giôùi thöïc Löu tröõ döõ lieäu Thoâng tin ñòa lyù soá Thoâng tin ñòa lyù Thoâng tin ñòa lyù soá Thoâng tin ñòa lyù soá Thoâng tin ñòa lyù we b Coäng ñoàng ngöôøi söû duïng Hieån thò vaø xuaát thoâng tin Phaân tích GIS Hình 3: Caùc chöùc naêng cuûa GIS c.1. Thu thaäp vaø nhaäp döõ lieäu: Laø quaù trình maõ hoùa döõ lieäu thaønh daïng coù theå ñoïc vaø löu tröõ treân maùy tính (taïo cô sôû döõ lieäu). Nhaäp döõ lieäu ñoùng vai troø raát quan troïng trong vieäc taïo ra cô sôû döõ lieäu ñaày ñuû vaø chính xaùc. c.2. Toå chöùc löu tröõ döõ lieäu: Döõ lieäu ñòa lyù theå hieän theá giôùi thöïc ñöôïc quaûn lyù trong GIS theo caùc moâ hình döõ lieäu nhaát ñònh. Döõ lieäu thuoäc tính thöôøng ñöôïc quaûn lyù döôùi daïng moâ hình quan heä, trong khi döõ lieäu khoâng gian ñöôïc quaûn lyù döôùi daïng moâ hình döõ lieäu vector vaø raster. Coù theå chuyeån ñoåi qua laïi giöõa hai moâ hình: vector sang raster (raster hoùa) hoaëc raster sang vector (vector hoùa). SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang11 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø c.3. Truy vaán, phaân tích döõ lieäu khoâng gian ñòa lyù: Caùc chöùc naêng phaân tích ñöôïc phaùt trieån khaù hoaøn thieän, GIS ñöôïc öùng duïng vaøo raát nhieàu lónh vöïc khaùc nhau nhö: - Cho pheùp ngöôøi söû duïng caäp nhaät nhanh choùng vaø chính xaùc caùc lôùp giao thoâng, thuûy heä, daân cö vaø thöïc phuû döïa vaøo aûnh vieãn thaùm. - Phaân tích baûn ñoà bieán ñoäng ñaát giöõa hai thôøi ñieåm cuï theå ñeå ñaùnh giaù ñöôïc möùc ñoä vaø xu theá thay ñoåi giöõa caùc loaïi hình söû duïng ñaát treân moät laõnh thoå. - Thaønh laäp baûn ñoà. - Quy hoaïch vaø quaûn lyù ñoâ thò, quaûn lyù haï taàng cô sôû vaø thoâng tin ñòa oác, quaûn lyù taøi nguyeân vaø giaùm saùt moâi tröôøng. - …. c.4. Hieån thò vaø xuaát döõ lieäu khoâng gian ñòa lyù: Gis cho pheùp löu tröõ vaø hieån thò thoâng tin hoaøn toaøn taùch bieät, coù theå hieån thò ñöôïc thoâng tin ôû caùc tyû leä khaùc nhau, möùc ñoä chi tieát cuûa thoâng tin ñöôïc löu tröõ chæ bò giôùi haïn bôûi khaû naêng löu tröõ phaàn cöùng vaø phöông phaùp maø phaàn meàm duøng ñeå hieån thò döõ lieäu. Ngöôøi ta chæ coù theå hieån thò thoâng tin ôû möùc ñoä chi tieát keùm hôn noù ñöôïc löu tröõ, do ñoù thoâng tin caàn ñöôïc nhaäp vaøo ôû ñoä chi tieát keùm hôn noù ñöôïc löu tröõ, nghóa laø thoâng tin caàn ñöôïc nhaäp vaøo ôû ñoä chi tieát cao nhaát. Ngoaøi ra, döõ lieäu ñöôïc cung caáp bôûi GIS khoâng chæ ñôn thuaàn laø baûn ñoà maø coøn coù caû baûn baùo caùo, bieåu ñoà, hình aûnh, …. d. ÖÙng duïng cuûa GIS: Vieäc aùp duïng coâng ngheä thoâng tin trong lónh vöïc döõ lieäu khoâng gian ñaõ tieán nhöõng böôùc daøi: töø hoã trôï laäp baûn ñoà (CAD mapping) sang heä thoáng thoâng tin ñòa lyù (GIS). Cho ñeán nay cuøng vôùi vieäc tích hôïp caùc khaùi nieäm cuûa coâng ngheä thoâng SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang12 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø tin nhö höôùng ñoái töôïng, GIS ñang coù böôùc chuyeån töø caùch tieáp caän cô sôû döõ lieäu (database aproach) sang höôùng tri thöùc (knowledge aproach). Heä thoáng thoâng tin ñòa lyù laø heä thoáng quaûn lyù, phaân tích vaø hieån thò tri thöùc ñòa lyù, tri thöùc naøy ñöôïc theå hieän qua caùc taäp thoâng tin: - Caùc baûn ñoà: giao dieän tröïc tuyeán vôùi döõ lieäu ñòa lyù ñeå tra cöùu, trình baøy keát quaû vaø söû duïng nhö laø 1 neàn thao taùc vôùi theá giôùi thöïc. - Caùc taäp thoâng tin ñòa lyù: thoâng tin ñòa lyù daïng file vaø daïng cô sôû döõ lieäu goàm caùc yeáu toá, maïng löôùi, topology, ñòa hình, thuoäc tính. - Caùc moâ hình xöû lyù: taäp hôïp caùc quy trình xöû lyù ñeå phaân tích töï ñoäng. - Caùc moâ hình döõ lieäu: GIS cung caáp coâng cuï maïng hôn laø 1 cô sôû döõ lieäu thoâng thöôøng bao goàm quy taéc vaø söï toaøn veïn gioáng nhö caùc heä thoâng tin khaùc. Löôïc ñoà, quy taéc vaø söï toaøn veïn cuûa döõ lieäu ñòa lyù ñoùng vai troø quan troïng. - Metadata: hay taøi lieäu mieâu taû döõ lieäu, cho pheùp ngöôøi söû duïng toå chöùc, tìm hieåu vaø truy nhaäp ñöôïc tôùi tri thöùc ñòa lyù. Xeùt döôùi goùc ñoä öùng duïng trong quaûn lyù nhaø nöôùc, GIS coù theå ñöôïc hieåu nhö laø moät coâng ngheä xöû lyù caùc döõ lieäu coù toaï ñoä (baûn ñoà) ñeå bieán chuùng thaønh caùc thoâng tin trôï giuùp quyeát ñònh cho caùc nhaø quaûn lyù. 2.1.3. Giôùi thieäu döõ lieäu söû duïng vaø phaàn meàn öùng duïng a. Döõ lieäu söû duïng: Aûnh Veä tinh spot Veä tinh Spot-1 ñöôïc cô quan haøng khoâng Phaùp (Systeøme pour l’Observation de la Terre) phoùng leân quyõ ñaïo naêm 1986, sau ñoù vaøo caùc naêm 1990, 1993, 1998 vaø 2002 laàn löôït caùc veä tinh SPOT-2,3,4 vaø 5 ñöôïc ñöa vaøo hoaït ñoäng. Ñaây laø loaïi veä tinh ñaàu tieân söû duïng kyõ thuaät queùt loïc tuyeán chuïp vôùi heä thoáng queùt doïc tuyeán chuïp baèng maùy queùt ñieän töû coù khaû naêng cho aûnh laäp theå döïa treân nguyeân lyù thaùm saùt nghieâng. Boä caûm bieán HRV (High Resolution Visible) ñöôïc cheá taïo cho veä tinh SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang13 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø SPOT laø maùy queùt ñieän töû CCD. Tuy nhieân, HRV coù theå thay ñoåi goùc quan saùt nhôø moät göông ñònh höôùng vaø göông naøy cho pheùp quan saùt nghieâng 270 neân coù theå thu ñöôïc aûnh laäp theå. Ñeán SPOT-4 boä caûm bieán ñöôïc caûi tieán ñeå thu nhaän vuøng phoå hoàng ngoaïi vaø coù teân laø HRVIR (High Relation Visible and Middle Infrared). SPOT ñöôïc thieát keá, vaän haønh vaø khai thaùc phuïc vuï vaøo muïc ñích thöông maïi, nhaèm cung caáp döõ lieäu giaùm saùt taøi nguyeân vaø moâi tröôøng. Teân boä caûm Keânh Böôùc soùng bieán Loaïi micro meter Ñoä phaân giaûi khoâng gian Spot-5 Hrv-xs Keânh 1 0,50-0,59 Luïc ñeán vaøng 5m Khaû kieán ñoä Keânh 2 0,61-0,68 Ñoû 5m phaân giaûi cao Keânh 3 0,79-0,89 Hoàng ngoaïi gaàn 5m Baûng 1: Ñaëc tröng chính cuûa sensor vaø ñoä phaân giaûi khoâng gian veä tinh spot5 Ñoä cao bay Altitude 822 km Quyõ ñaïo Orbit Ñoàng boä maët trôøi Chu kyø laëp Recurrent period 26 ngaøy Thôøi gian hoaøn taát Period per revolution Khoaûng 101 phuùt Naêm phoùng Launch year 2002 Baûng 2: Ñaët tröng chính cuûa quyõ ñaïo vaø veä tinh Spot5 Trong ñoà aùn naøy ta söû duïng aûnh Spot chuïp taïi quaän 2 vaøo naêm 2006. b. Phaàn meàm öùng duïng: b.1. Phaàn meàm ENVI: Ñoái vôùi nhöõng yeâu caàu veà laøm baûn ñoà caäp nhaät môùi nhaát cho moät vuøng roäng lôùn trong moät thôøi gian ngaén thì vieäc söû duïng aûnh vieãn thaùm laø thích hôïp nhaát. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang14 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø Vieäc löïa choïn phaàn meàm xöû lyù aûnh vieãn thaùm ñoùng moät vai troø quan troïng trong quaù trình laøm baûn ñoà töø aûnh vieãn thaùm. ENVI laø phaàn meàm xöû lyù aûnh soá (digit) cuûa Research Sstem Inc, USA ñöôïc vieát baèng ngoân ngöõ IDL (Interactive Data Languaa – IDL@), laø daïng ngoân ngöõ laäp trình caáu truùc raát maïnh ñöôïc duøng cho vieäc xöû lyù aûnh toång hôïp. ENVI laø moät heä thoáng xöû lyù aûnh ñöôïc thieát keá ñeå ñaùp öùng caùc nhu caàu xöû lyù aûnh maùy bay, aûnh veä tinh – caùc döõ lieäu vieãn thaùm, phaàn meàm naøy cung caáp caùc coâng cuï cho hieån thò döõ lieäu vaø phaân tích aûnh ôû caùc kích thöôùc vaø caùc loïai aûnh trong moät moâi tröôøng thaân thieän vaø saùng taïo cho ngöôøi söû duïng. Caùc öu ñieåm cuûa phaàn meàm ENVI ñöôïc theå hieän ôû caùch tieáp caän trong coâng taùc xöû lyù aûnh, ñoù laø vieäc keát hôïp caùc kyõ thuaät döïa treân keânh phoå vaø kyõ thuaät döïa treân taäp tin. Khi döõ lieäu ñöôïc môû, caùc keânh phoå ñöôïc löu vaøo danh saùch naèm chôø xöû lyù cuûa chöông trình. Hoaëc khi caùc taäp tin ñöôïc môû, caùc keânh phoå cuûa caùc taäp tin ñöôïc ñöôïc xöû lyù nhö moät nhoùm. Envi coù taát caû caùc chöùc naêng xöû lyù aûnh cô baûn, trong cheá ñoä töông taùc vôùi ngöôøi söû duïng veà graphic point – and – click. Ñaëc bieät trong khi xöû lyù, Envi khoâng coù giôùi haïn veà soá keânh phoå ñöôïc xöû lyù ñoàng thôøi. Ngoaøi ra phaàn meàm ENVI coù caùc coâng cuï ñeå ñöa döõ lieäu aûnh veà khuoân daïng baûn ñoà cuoái cuøng nhö caùc coâng cuï naén chænh hình hoïc aûnh vôùi aûnh, aûnh vôùi baûn ñoà, taïo aûnh tröïc chieáu, gheùp aûnh, bieân taäp baûn ñoà. Moät boä coâng cuï tích hôïp xuaát, nhaäp, phaân tích döõ lieäu vecto, söûa ñoåi döõ lieäu vecto ñang coù, taïo caâu hoûi phaân tích thuoäc tính, söû duïng caùc lôùp döõ lieäu vecto cho vieäc phaân tích döõ lieäu raster hay taïo ra caùc lôùp döõ lieäu vecto môùi töø caùc keát quaû xöû lyù aûnh raste. b.2. Phaàn meàm Mapinfo 7.5: Duøng ñeå choïn toaï ñoä, keát hôïp vôùi chöông trình ENVI naén chænh hình hoïc aûnh SPOT quaän 2. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang15 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø b.3. Phaàn meàm Arcview gis3.5: Phaàn meàn söû duïng trong GIS. Duøng ñeå taïo, nhaäp döõ lieäu GIS vaø thaønh laäp baûn ñoà. 2.1.4. Caùc öùng duïng cuûa GIS vaø Vieãn thaùm trong nhöõng naêm gaàn ñaây: Nghieân cöùu hieän traïng lôùp phuû thoå nhöôõng vaø hieän traïng söû duïng ñaát laø nhöõng öùng duïng phoå bieán nhaát. ÔÛ Vieät Nam coù caùc aûnh chuïp ôû nhöõng tyû leä khaùc nhau töø 1:25.000 (vôùi aûnh SPOT vaø ASTER), 1:50.000, 1:250.000 (vôùi aûnh LANDSAT) ñeán 1:1.000.000 (vôùi aûnh NOAA AVHRR vaø MODIS). FIPI vaø NIAPP (Vieän Quy hoaïch vaø Thieát keá Noâng nghieäp) laø 2 ñoái töôïng chính söû duïng coâng ngheä naøy töø nhöõng naêm 80. Trong suoát thaäp nieân cuoái cuûa theá kyû 20, caùc döõ lieäu vieãn thaùm ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi trong nhieàu lónh vöïc khaùc nhau nhö: nghieân cöùu ñòa chaát, luõ luït, nghieân cöùu phaân boá luùa vaø chaùy röøng, baûo toàn caùc vuøng ñaát ngaäp nöôùc, quaûn lyù toång hôïp ñôùi bôø, quan traéc caùc vuøng ñoâ thò môû roäng moät caùch töï phaùt, …. Hieän nay, ñoái töôïng söû duïng coâng ngheä naøy raát ña daïng, hoï coù theå töø caùc boä, ngaønh ôû trung öông vaø ñòa phöông vaø ñaëc bieät laø caùc döï aùn nghieân cöùu cuõng ñöôïc lieät keâ trong danh saùch nhöõng ngöôøi söû duïng. Chính GIS ñaõ cho chuùng ta nhöõng thoâng tin theâm töø nhöõng thoâng tin ñaàu vaøo, ví duï töø söï phaân tích caùc döõ lieäu vieãn thaùm. Nhöõng thoâng tin theâm naøy chính laø caùi maø caùc nhaø quaûn lyù vaø ra quyeát ñònh caàn chöù khoâng phaûi laø caùc kyõ thuaät phöùc taïp maø chuùng ta thöïc hieän trong quaù trình xöû lyù döõ lieäu. Nhöõng thoâng tin naøy cuõng phaûn aùnh nhöõng thaønh töïu maø caùc nhaø khoa hoïc Vieät Nam ñaït ñöôïc trong quaù trình phaùt trieån caùc öùng duïng coâng ngheä. Trong giai ñoaïn töø naêm 1997 – 1999, Boä KHCN & MT ñaõ xaây döïng moät döï aùn lôùn, moät chöông trình quoác gia maø muïc tieâu laø trieån khai aùp duïng GIS ôû caùc tænh trong ñoù coù hôn 30 tænh ñöôïc tham gia. Thaønh töïu lôùn nhaát cuûa döï aùn naøy laø naâng SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang16 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø cao nhaän thöùc cuûa caùc cô quan ñòa phöông veà söï höõu ích cuûa GIS trong quaù trình ra quyeát ñònh. Ví duï, Bình Thuaän laø tænh ñaõ öùng duïng GIS trong ñaùnh giaù tính phuø hôïp cuûa thoå nhöôõng, kieåm soaùt löu löôïng nöôùc hoà Ñaù Baïch. ÖÙng duïng cuûa Vieãn thaùm vaøo Keá hoaïch kieåm soaùt soát reùt ôû Bình Thuaän laø moät trong nhöõng ví duï veà söï thaønh coâng cuûa Chöông trình GIS Quoác gia. Ngoaøi ra, döï aùn ñaàu tieân cuûa UNDP öùng duïng vieãn thaùm ôû Vieät Nam laø naâng cao naêng löïc veà thoáng keâ röøng ôû Vieän ñieàu tra Quy hoaïch röøng vaøo nhöõng naêm 80. Sau ñoù, UNDP tieáp tuïc taøi trôï döï aùn thöù 2 maø ñoái töôïng chính laø caùc nhaø khoa hoïc thuoäc Vieän Khoa hoïc vaø Coâng ngheä Vieät Nam trong vaøi naêm. Vaøo nhöõng naêm 90, Vieät Nam ñaõ thu huùt moät soá lôùn caùc döï aùn quoác teá trong lónh vöïc naâng cao naêng löïc quaûn lyù moâi tröôøng vaø taøi nguyeân, trong ñoù Vieãn thaùm vaø Gis luoân laø 2 hôïp phaàn quan troïng. Tuy nhieân ñoâi khi caùc döï aùn naøy khoâng mang laïi nhöõng keát quaû nhö mong ñôïi trong chuyeån giao coâng ngheä vaø söï beàn vöõng veà khoa hoïc. Nhöõng kinh nghieäm tröôùc ñaây cho thaáy raèng nhöõng döï aùn coù keát quaû toát khoâng nhaát thieát phaûi laø nhöõng döï aùn coù nguoàn ngaân saùch doài daøo maø ñoù laø nhöõng döï aùn ñöôïc leân keá hoaïch chi tieát, ñöôïc söï phoái hôïp vaø hoã trôï laâu daøi töø phía chính phuû, caùc ngaønh coâng nghieäp vaø caùc tröôøng ñaïi hoïc trong quaù trình nghieân cöùu khoa hoïc. Nhöõng öùng duïng vieãn thaùm vaø Gis trong caùc döï aùn goàm döï baùo vaø xaây döïng baûn ñoà caùc khu vöïc bò luõ luït, moâ hình hoaù quaù trình xoùi moøn ñaát, phaân tích khoâng gian veà caùc hieåm hoïa do chaët phaù röøng gaây ra, xaây döïng baûn ñoà khu ñoâ thò môû roäng vaø caùc vaán ñeà söùc khoeû lieân quan tôùi chaát löôïng moâi tröôøng. Chìa khoaù cho söï thaønh coâng cuûa caùc döï aùn naøy naèm ôû quaù trình xaây döïng moät keá hoaïch laâu daøi moät caùch kó caøng vôùi caùc muïc tieâu khaû thi cuï theå, moät chöông trình ñaøo taïo chuyeân moân saâu veà caùc phaàn meàm chuyeân duïng vaø phaûi coù söï lieân keát chaët cheõ giöõa nhu caàu cuûa xaõ hoäi vôùi caùc muïc tieâu khoa hoïc ñaët ra. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang17 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø 2.2. Phöông phaùp thöïc teá: 2.2.1. Thu thaäp döõ lieäu: (phöông phaùp thoáng keâ) Tìm kieám caùc thoâng tin cuõng nhö soá lieäu qua nhieàu hình thöùc khaùc nhau nhö: - Ñeán UBND quaän 2 thu thaäp soá lieäu veà ñieàu kieän töï nhieân, Kinh teá – Xaõ hoäi, baûn ñoà Quaän 2, … töø baûng nieâm giaùm thoáng keâ. - Thu thaäp qua maïng, saùch baùo, thö vieän, … vôùi caùc thoâng tin lieân quan ñeán tình hình söû duïng ñaát ñoâ thò taïi quaän 2. - Ñeán töøng ñòa ñieåm ñang quy hoaïch chuïp hình vaø ghi laïi moät soá thoâng tin. - …. 2.2.2. Ñieàu tra thöïc ñòa: Ñaùnh daáu caùc ñieåm ñang vaø seõ quy hoaïch ñeå ñeán xem vaø chuïp hình. Ño ñaïc töøng vò trí, xem ñieàu kieän töï nhieän, kinh teá xaõ hoäi. Giaûi ñoaùn baèng maét thöôøng. 2.2.3. Phaân tích vaø xöû lyù soá lieäu: Thu thaäp laïi soá lieäu, hình aûnh, baûn ñoà, … saép xeáp laïi theo muïc vaø thôøi ñieåm. Xöû lyù soá lieäu vaø kieåm tra chaát löôïng soá lieäu, nhaäp soá lieäu vaøo maùy tính, söû duïng caùc phaàn meàm excel, mapinfo, acrview ñeå tính toaùn vaø lieân keát caùc soá lieäu vôùi nhau. Phaân tích ñaùnh giaù soá lieäu theo töøng chuyeân muïc, tìm ra caùc taùc ñoäng chính veà maët Kinh teá – Xaõ hoäi, nhaát laø moâi tröôøng. 2.2.4. ÖÙng duïng kyõ thuaät VT vaø HTTT Ñòa lyù. ÖÙng duïng kyõ thuaät vieãn thaùm vaø HTTT ñòa lyù (Gis) ñeå giaûi ñoaùn, thaønh laäp baûn ñoà chuyeân ñeà. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang18 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø Lieân keát thoâng tin ñòa lyù vaø caùc loaïi thoâng tin khaùc trong phaïm vi moät heä ñoäc laäp. Noù taïo ra moät caùi neàn nhaát quaùn ñeå phaân tích döõ lieäu caùc loaïi baûn ñoà. Baèng caùch taïo ra baûn ñoà vaø caùc daïng khaùc cuûa caùc thoâng tin ôû daïng soá, Gis vaø Vieãn thaùm cho pheùp chuùng ta taïo ra vaø hieån thò kieán thöùc veà maët ñòa lyù theo nhöõng phöông phaùp ñaõ coù vaø nhöõng phöông phaùp môùi. ÖÙng duïng kyõ thuaät Vieãn thaùm vaø Gis taïo ra nhöõng lieân heä giöõa caùc hoaït ñoäng döïa treân caùc vuøng ñòa lyù, giuùp chuùng ta coù theå nhìn thaáy ñeå nhaän thöùc vaø quaûn lyù caùc hoaït ñoäng vaø caùc nguoàn taøi nguyeân. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang19 Ñoà aùn toát nghieäp GVHD: Th.S. Leâ Thanh Hoaø CHÖÔNG 3: TOÅNG QUAN VEÀ KHU VÖÏC NGHIEÂN CÖÙU, ÑAËC ÑIEÅM TÌNH HÌNH SÖÛ DUÏNG ÑAÁT ÑO THÒ TAÏI Q. 2, TP.HCM 3.1. Ñieàu kieän töï nhieân: 3.1.1. Vò trí: Quaän 2 naèm ôû phía Ñoâng Baéc cuûa Thaønh phoá Hoà Chí Minh. Laø nôi coù vò trí quan troïng trong quaù trình ñoâ thò hoaù hieän nay vôùi nguoàn ñaát ñai roäng lôùn. Hieän nay quaän 2 ñang thöïc hieän nhöõng döï aùn khu ñoâ thò môùi nhö khu Thuû Thieâm. Hình 4: Baûn ñoà caân baèng söû duïng ñaát quaän 2 Quaän 2 seõ laø trung taâm môùi cuûa thaønh phoá sau naøy, laø ñaàu moái giao thoâng veà ñöôøng boä, ñöôøng xe löûa, ñöôøng thuyû noái lieàn Thaønh phoá vôùi caùc tænh Ñoàng Nai, Bình Döông, Baø Ròa – Vuõng Taøu. SVTH: Traàn Thò Haûi Haø Trang20