BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG VIỄN THÁM XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THỰC PHỦ TẠI
HUYỆN KIÊN LƯƠNG, TỈNH KIÊN GIANG
Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG NGUYÊN HUY
Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý
Niên khóa: 2013 – 2017
Tháng 6/2017
ỨNG DỤNG VIỄN THÁM PHÂN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THỰC PHỦ TẠI
HUYỆN KIÊN LƯƠNG, TỈNH KIÊN GIANG
Tác giả
TRƯƠNG NGUYÊN HUY
Tiểu luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý
Giáo viên hướng dẫn:
KS. Nguyễn Duy Liêm
Tháng 6 năm 2017
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cám ơn đến thầy KS. Nguyễn Duy Liêm, giảng viên Bộ môn GIS
và Tài nguyên – Khoa Môi trường và Tài nguyên – Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí
Minh, người đã hướng dẫn, góp ý để tôi có thể hoàn thành bài khóa luận này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Kim Lợi cùng các thầy cô
trong bộ môn GIS và Tài nguyên cũng như toàn thể quý thầy cô trường Đại học Nông
Lâm Thành phố Hồ Chí Minh ñã tận tình chỉ dạy em trong suốt những năm qua.
Lời cảm ơn cuối cùng tôi gửi đến cha mẹ, người đã tạo điều kiện và luôn động viên
để tôi tập trung hoàn thành tốt bài tiểu luận này.
Trương Nguyên Huy
Khoa Môi trường và Tài nguyên
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Số điện thoại: 01234264777
Email:
[email protected]
i
TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám phân loại thực phủ tại huyện Kiên Lương,
tỉnh Kiên Giang” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/2017 đến tháng
5/2017.
Phương pháp tiếp cận của đề tài sử dụng các dữ liệu từ công nghệ viễn thám, cụ thể
là dữ liệu ảnh chụp vào ngày 01/01/2016 với độ phân giải 10 m từ vệ tinh Sentinel 2A.
Tác giả tiến hành chọn mẫu 7 đối tượng gồm lúa, đất trống khô, đất trống ẩm, đá vôi, đất
xây dựng, rừng, nước và tiến hành phân loại bằng phương pháp MLC.
Từ kết quả phân loại, tác giả tính toán và thành lập ma trận sai số với chỉ số K ~
0,9041 và độ chính xác toàn cục đạt 92,7%. Kết hợp với các dữ liệu thực địa để đánh giá
chính xác hơn về các đối tượng thực phủ sau khi phân loại, các đối tượng bị nhầm lẫn do
giá trị phổ tương đồng khi tiến hành lấy mẫu pixel, độ tách biệt quang phổ thấp nhất giữa
hai đối tượng là đá vôi và đất xây dựng (1,2987). Từ kết quả phân loại cho thấy lúa là đối
tượng chiếm diện tích lớn nhất 26% (12.185,04 ha) và nhỏ nhất là đá vôi 3% (1.286,34
ha). Cuối cùng, tác giả tiến hành xử lý sau phân loại và thành lập bản đồ phân loại thực
phủ huyện Kiên Lương tỷ lệ 1:45.000.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
TÓM TẮT.............................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC VIẾT TẮT...................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................................vii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 2
1.2.1. Mục tiêu chung ....................................................................................................... 2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ....................................................................................................... 2
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3
2.1. Tổng quan thực phủ ....................................................................................................... 3
2.1.1. Khái niệm thực phủ ................................................................................................ 3
2.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất ....................................................................................... 3
2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu ..................................................................................... 5
2.2.1. Vị trí địa lý ............................................................................................................. 5
2.2.2. Điều kiện tự nhiên .................................................................................................. 6
2.2.3. Điều kiện kinh tế - xã hội ....................................................................................... 6
2.3. Tổng quan về ảnh Sentinel 2A ...................................................................................... 7
2.4. Một số nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước ........................................................ 8
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................ 10
3.1. Dữ liệu ......................................................................................................................... 10
3.1.1. Dữ liệu viễn thám ................................................................................................. 10
3.1.2. Dữ liệu thực địa .................................................................................................... 11
iii
3.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 16
3.3. Giải đoán ảnh và chọn mẫu đối tượng ......................................................................... 19
3.4. Phương pháp phân loại thực phủ ................................................................................. 22
3.5. Đánh giá độ chính xác và xử lý sau phân loại ............................................................. 23
3.5.1. Đánh giá độ chính xác .......................................................................................... 23
3.5.2. Xử lý sau phân loại............................................................................................... 23
3.6. Thành lập bản đồ ......................................................................................................... 24
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN ........................................................................... 25
4.1. Kết quả sau phân loại................................................................................................... 25
4.2. Kết quả đánh giá độ chính xác sau phân loại .............................................................. 25
4.3. Bản đồ thực phủ ........................................................................................................... 26
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 30
4.4. Kết luận........................................................................................................................ 30
4.5. Kiến nghị ..................................................................................................................... 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 31
iv
DANH MỤC VIẾT TẮT
ENVI
Enviroment for Visualizing Images (Phần mềm xử lý ảnh)
ESA
European Space Agency (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu)
MLC
Maximum Likelihood Classifier (Phân loại gần đúng nhất)
NDVI
Normalized Difference Vegetation Index (Chỉ số khác biệt thực vật)
ROI
Region Of Interest (Vùng mong muốn)
v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất ..................................................................... 3
Bảng 2.2. Thông số các kênh ảnh vệ tinh Sentinel 2A ......................................................... 7
Bảng 3.1. Liệt kê số mẫu của các đối tượng....................................................................... 12
Bảng 3.2. Các điểm mẫu thực tế......................................................................................... 13
Bảng 3.3. Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất huyện Kiên Lương .................................... 18
Bảng 3.4. Xây dựng khóa giải đoán cho khu vực nghiên cứu ............................................ 19
Bảng 3.5. Các mẫu đối tượng để phân loại ........................................................................ 21
Bảng 3.6. Chỉ số tách biệt giữa các cặp đối tượng ............................................................. 22
Bảng 4.1. Ma trận sai số sau phân loại (%) ........................................................................ 25
Bảng 4.2. Diện tích các loại thực phủ tại Huyện Kiên Lương ........................................... 29
vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Vị trí địa lý huyện Kiên Lương (Ủy ban nhân dân Tỉnh Kiên Giang, 2016) ....... 5
Hình 3.1. Ảnh vệ tinh chụp khu vực huyện Kiên Lương ................................................... 10
Hình 3.2. Ảnh Sentinel sau khi tổ hợp kênh màu 4 – 3 – 2 (RGB) .................................... 11
Hình 3.3. Vị trí các điểm mẫu thực địa .............................................................................. 12
Hình 3.4. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 17
Hình 3.5. Chọn mẫu từng loại đối tượng trên ảnh .............................................................. 21
Hình 4.1. Ảnh chụp một phần kết quả sau khi phân loại .................................................... 25
Hình 4.2. Bản đồ phân loại thực phủ tại Huyện Kiên Lương tháng 01/2016 ..................... 27
Hình 4.3. Biểu đồ cơ cấu các loại thực phủ tại Huyện Kiên Lương................................... 29
vii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Các hoạt động kinh tế phát triển ngày càng mạnh mẽ, đang tạo sức ép lớn đến môi
trường. Diện tích nuôi trồng thủy sản (8.554 ha) gia tăng không ngừng đã đóng góp lớn
vào nền kinh tế của huyện Kiên Lương, tạo công ăn việc làm cho rất nhiều lao động với
nguồn thu nhập khá ổn định, là cơ sở để thúc đẩy các ngành dịch vụ và công nghiệp khác
phát triển theo. Tổng diện tích canh tác nông nghiệp gieo sạ năm 2015 thu hoạch được
40.969 ha (Văn Phụng, 2016). Và quan trọng nhất là quá trình xâm ngập mặn ở huyện
Kiên Lương kéo theo những thay đổi tiêu cực về cơ cấu Nông – Ngư, hơn 2.000 ha diện
tích canh tác lúa hè thu bị ảnh hưởng, trong đó 1.100 ha lúa bị chết phải gieo xạ lại và 100
ha nuôi tôm bị chết (Văn Phụng, 2016); mô hình canh tác mới xuất hiện “lúa – tôm” mang
lại lợi nhuận cao gấp 2-3 lần, tuy vẫn còn gặp nhiều khó khăn trong việc thiếu nước ngọt
để rửa mặn (Lê Huy Hải, 2017a). Diện tích rừng trên toàn tỉnh cũng thay đổi qua từng
năm, hiện nay tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp là 86.292 ha, diện tích che phủ đạt
8,58% (Lê Huy Hải, 2017b). Diện tích đất đai đã bị thay đổi rất nhiều và ảnh hưởng nhiều
nhất là môi trường sống của sinh vật, một nguồn tài nguyên khó phục hồi (Lê Mạnh Tân,
2006). Vì vậy việc theo dõi, nghiên cứu, sử dụng và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên là
một vấn đề rất quan trọng.
Công nghệ viễn thám đang phát triển không ngừng, đã có nhiều nghiên cứu ứng
dụng viễn thám để phân loại thực phủ như tác giả Nguyễn Xuân Trung Hiếu (2013) đã
phân loại 6 đối tượng thực phủ từ ảnh Landsat 8 và thành lập bản đồ biến động các loại
thực phủ thành phố Huế giai đoạn 2001 – 2010. Cùng dữ liệu ảnh Landsat nhưng vào năm
2006 tác giả Hoàng Xuân Thành (2006) đã phân ra 7 loại đối tượng thực phủ với K ~ 0,7
ở khu vực Tủa Chùa – Lai Châu. Nhóm tác giả Trần Thu Hà (2016) cũng ứng dụng ảnh
viễn thám Landsat trong giám sát biến động diện tích rừng huyện Cao Phong giai đoạn
2005 – 2015, kết quả chính xác sau phân loại đạt 83%.
Vì vậy tên đề tài “Ứng dụng viễn thám xây dựng bản đồ phân loại thực phủ tại
huyện Kiên Lương - tỉnh Kiên Giang” đã được thực hiện.
1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu chung
Xây dựng bản đồ phân loại các kiểu thực phủ tại huyện Kiên Lương – tỉnh Kiên
Giang bằng các công cụ viễn thám.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
-
Xây dựng khóa giải đoán các loại thực phủ năm 2016
-
Phân loại thực phủ năm 2016
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-
Đối tượng nghiên cứu: Thực phủ
-
Khu vực nghiên cứu: Huyện Kiên Lương – Tỉnh Kiên Giang
2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan thực phủ
2.1.1. Khái niệm thực phủ
Lớp phủ mặt đất là lớp vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đất hoặc thông qua vệ
tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc được trồng cấy) và các cơ sở xây
dựng của con người (nhà cửa, đường sá,…) bao phủ mặt đất. Nước, băng, đá lộ hay các
dải cát cũng được coi là lớp phủ mặt đất. Hay có thể nói đơn giản lớp phủ mặt đất là lớp
phủ vật lý quan sát được (sinh học) trên bề mặt trái đất (Antonio Di Gregorio & Louisa
J.M. Jansen, 2000).
2.1.2. Phân loại lớp phủ mặt đất
Theo Sokal (1974) đã định nghĩa phân loại là việc sắp xếp các đối tượng theo các
nhóm hoặc các tập hợp khác nhau dựa trên mối quan hệ giữa chúng. Một hệ thống phân
loại miêu tả tên của các lớp và tiêu chuẩn phân biệt chúng. Các hệ thống phân loại có hai
định dạng cơ bản, đó là phân cấp và không phân cấp. Một hệ thống phân cấp thường linh
hoạt hơn và có khả năng kết hợp nhiều lớp thông tin, bắt đầu từ các lớp ở quy mô lớn rồi
phân chia thành các phụ lớp cấp thấp hơn nhưng thông tin chi tiết hơn (Antonio Di
Gregorio & Louisa J.M. Jansen, 2000).
Trong đề tài đã sử dụng hệ thống phân loại phân cấp được tổng hợp và chọn lọc phù
hợp với điều kiện thực tiễn tại Việt Nam trên Bảng 2.1 của Nguyễn Ngọc Thạch (2005).
Bảng 2.1. Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất
Cấp 1
1 Đô thị hoặc thành phố
Cấp 2
11 Khu dân cư
12 Khu thương mại và dịch vụ
13 Nhà máy công nghiệp
14 Giao thông
15 Công trình công cộng
3
16 Công trình phúc lợi
17 Khu giải trí thể thao
18 Khu hỗn hợp
19 Đất trống và các đất khác
2 Lúa - hoa màu
21 Mùa màng và đồng cỏ
22 Cây ăn quả
23 Chuồng trại gia súc
24 Nông nghiệp khác
3 Đất bỏ hoang
31 Đất đồng cỏ
32 Đất cây bụi
33 Đất hỗn tạp
4 Đất rừng
41 Rừng thường xanh
42 Rừng rụng lá
43 Rừng hỗn giao
44 Rừng chặt trụi cây
45 Vùng rừng bị cháy
5 Mặt nước
51 Suối và kênh
52 Hồ và hố nước
53 Bồn thu nước
54 Vịnh và cửa sông
55 Nước biển
6 Đất ướt
61 Đất ướt có thực vật tạo rừng
4
62 Đất ướt có thực vật không tạo rừng
63 Đất ướt không có thực vật
7 Đất hoang
71 Hồ bị khô
72 Bãi biển
(Nguyễn Ngọc Thạch, 2005)
2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu
2.2.1. Vị trí địa lý
Kiên Lương là huyện trực thuộc tỉnh Kiên Giang, có tọa độ địa lý trung tâm nằm ở
10° 14′ 31.67″ N, 104° 35′ 18.59″ E. Phía Tây Bắc giáp Thị xã Hà Tiên, phía Nam và Tây
Nam giáp biển, phía Đông và Đông Nam giáp huyện Hòn Đất, diện tích tự nhiên
47.285,17 ha (xem Hình 2.1). Dân số trung bình vào khoảng 83.056 người, mật độ dân số
là 175 người/km2 (Ủy ban Nhân dân Huyện Kiên Lương, 2016).
Hình 2.1. Vị trí địa lý huyện Kiên Lương (Ủy ban Nhân dân Tỉnh Kiên Giang, 2016)
5
2.2.2. Điều kiện tự nhiên
Địa hình của huyện khá đa dạng các núi đá vôi, biển, đồng bằng, hồ,…Ở địa hình
núi đá vôi là một trong những nơi được tìm thấy có đa dạng sinh học rất cao, nhiều loại
động vât thực vật đặc hữu hiếm có được các nhà khoa học tìm thấy. Huyện Kiên Lương là
một phần thiết yếu của khu dự trữ sinh quyển Kiên Giang và được UNESCO công nhận
vào năm 2006 (Ủy ban Nhân dân Huyện Kiên Lương, 2016).
Về khí hậu, nhiệt độ trung bình hằng năm vào khoảng 27 - 28oC, cao nhất là 37oC và
thấp nhất là 17,3oC. Độ ẩm tương đối trung bình 81,9% (Ủy ban Nhân dân Huyện Kiên
Lương, 2016).
Lượng mưa lớn nhất là từ tháng 5 tới tháng 10 và tổng lượng mưa trong các tháng
này là 2.498 mm, vào mùa hạn thì lượng mưa trung bình là 515 mm (Ủy ban Nhân dân
Huyện Kiên Lương, 2016).
2.2.3. Điều kiện kinh tế - xã hội
Huyện Kiên Lương có tiền năng phát triển rất lớn, đóng góp đến 18% cho GDP của
toàn tỉnh và đứng thứ hai sau thành phố Rạch Giá.
Nông nghiệp của huyện Kiên Lương chủ yếu phụ thuộc vào trồng lúa nhưng do vị
trí địa lý huyện Kiên Lương nằm trong vùng Tứ giác Long Xuyên nên thường xuyên bị
nhiễm phèn mặn, lúa ở đây chỉ trồng được hai vụ. Nuôi tôm là một trong những hoạt động
nông - ngư nghiệp chính của vùng này, do có lợi thế là đất trống bằng phẳng và sát bờ
biển nên thuận tiện tháo dỡ nước phục vụ nuôi tôm (Ủy ban Nhân dân Huyện Kiên
Lương, 2016).
Thuận lợi ở đường bờ biển dài và ngư trường rộng lớn, hoạt động khai thác thủy sản
ở huyện Kiên Lương khá phát triển. Đạt được tốc độ tăng trưởng kinh tế như trên là nhờ
ngành kinh tế chủ lực nông lâm thủy sản vẫn giữ được tốc độ tăng trưởng khá cao, bình
quân gấp 2- 2,5 lần tốc độ tăng khu vực nông lâm thủy sản cả tỉnh; bên cạnh đó là sự tăng
trưởng nhanh của các khu vực phi nông nghiệp đã góp phần thúc đẩy kinh tế ở Kiên
Lương tăng trưởng ở tốc độ cao và ổn định trong suốt nhiều năm qua (Ủy ban Nhân dân
Huyện Kiên Lương, 2016).
6
2.3. Tổng quan về ảnh Sentinel 2A
Vệ tinh Sentinel 2A được phóng lên quỹ đạo vào ngày 23 tháng 6 năm 2015.
Máy chụp đa quang phổ (MSI) bao gồm 13 dải phổ (443 nm – 2.190 nm) với chiều rộng
đường ngang 290 km và độ phân giải không gian là 10 m (4 dải hồng ngoại gần và gần),
20 m (6 cạnh đỏ/dải hồng ngoại) và 60 m (3 dải điều chỉnh khí quyển) (ESA, 2016).
Các công dụng chính của Sentinel 2A bao gồm giám sát nông nghiệp, rừng, thay đổi
sử dụng đất, thay đổi độ che phủ đất, lập bản đồ các biến lý sinh học như hàm lượng chất
diệp lục lá, hàm lượng nước trong lá, chỉ số diện tích lá, giám sát vùng biển và vùng nội
địa, lập bản đồ rủi ro và lập bản đồ thảm họa (ESA, 2016).
Thông số các kênh ảnh thể hiện trên Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Thông số các kênh ảnh vệ tinh Sentinel 2A
Kênh phổ Sentinel 2A
Bước sóng (nm)
Độ phân giải (m)
Band 1 – Coastal aerosol
443,9
60
Band 2 – Blue
496,6
10
Band 3 – Green
560,0
10
Band 4 – Red
664,5
10
Band 5 – Vegetation Red Edge
703,9
20
Band 6 – Vegetation Red Edge
740,2
20
Band 7 – Vegetation Red Edge
782,5
20
Band 8 – NIR
835,1
10
Band 8A – Narrow NIR
865,8
20
Band 9 – Water vapour
945,0
60
Band 10 – SWIR – Cirrus
1.373,5
60
Band 11 – SWIR
1.613,7
20
Band 12 – SWIR
2.202,4
20
(K. Fletcher, 2012)
7
Đề tài nghiên cứu về các loại thực phủ có tại huyện Kiên Lương năm 2016 để phân
loại các lớp phủ đó. Bài nghiên cứu đi từ thu thập, xử lý dữ liệu sau đó tiến hành phân loại
theo mẫu đối tượng, và cuối cùng là đánh giá kết quả giải đoán sau khi thành lập bản đồ
phân loại thực phủ.
Nhằm phục vụ cho việc giải đoán đạt được kết quả chính xác nhất tác giả sử dụng
ảnh Sentinel 2A làm dữ liệu chính để phân loại.
2.4. Một số nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước
Công nghệ viễn thám đóng góp rất nhiều cho việc phân loại các loại thưc phủ và hỗ
trợ đánh giá sự thay đổi thực phủ của các tỉnh Việt Nam.
Trong đề tài “Thành lập bản đồ thảm thực vật trên cơ sở phân tích, xử lý ảnh viễn
thám” tại khu vực Tủa Chùa – Lai Châu của Hoàng Xuân Thành (2006), tác giả đã dùng
phương pháp phân loại có kiểm định đối với dữ liệu ảnh Landsat năm 2006 để phân ra 7
lớp thực phủ khác nhau với chỉ số Kappa ~ 0,7.
Trong nghiên cứu của Nguyễn Xuân Trung Hiếu (2013) với tên đề tài “Ứng dụng
viễn thám và GIS thành lập bản đồ biến động các loại thực phủ địa bàn Thành phố Huế Tỉnh Thừa Thiên Huế” đã đạt được kết quả là lập được bản đồ thực phủ khu vực thành
phố Huế các năm 2001 và 2010 với 6 loại thực phủ bao gồm: giao thông, đất rừng, mặt
nước,lúa – hoa màu, đất trống và khu dân cư; từ đó đi đến việc thành lập bản đồ biến
động thực phủ thành phố Huế cùng giai đoạn trên. Đề tài sử dụng phương pháp phân loại
gần đúng nhất (Maximum Likelihood Classifier – MLC) và cho thấy việc ứng dụng công
nghệ viễn thám cùng với GIS là phương pháp hiệu quả và độ chính xác khá cao, tiết kiệm
chi phí trong phân loại và phân tích biến động thực phủ.
Sử dụng viễn thám để phân loại, giám sát và đánh giá trạng thái biến động diện tích
của tài nguyên rừng ở nhiều quy mô khác nhau. Bài nghiên cứu của nhóm tác giả Trần
Thu Hà và cộng sự (2016) với tên đề tài “Ứng dụng GIS và viễn thám trong giám sát biến
động diện tích rừng Huyện Cao Phong – Tỉnh Hòa Bình giai đoạn 2005 – 2015”, bài báo
cáo sử dụng chỉ số NDVI để xác định sự biến động của các lớp phủ bề mặt vì chỉ số
NDVI phụ thuộc vào hàm lượng chlorophyl có trong thực vật khác nhau ở từng thời điểm
8
khác nhau. Dữ liệu của bài nghiên cứu bao gồm ảnh vệ tinh Landsat ETM năm 2005 và
Landsat 8 năm 2015 với độ phân giải 30 m, ứng dụng phương pháp phân tích biến động
sau phân loại để giám sát biến động diện tích rừng theo thời gian tại huyện Cao Phong.
Kết quả thu được sau phân loại đạt độ chính xác đến 83% nhờ ứng dụng phần mềm
eCognition Devoloper 9.0 và Arcgis 10.1 để đánh giá việc mất rừng và suy thoái nhằm
đáp ứng yêu cầu quản lý và sử dụng đất của địa phương.
Trên thế giới công nghệ viễn thám là công cụ chính yếu trong những nghiên cứu về
thực phủ, khi tác giả Manoj K Arora (2000) dùng ảnh vệ tinh IRS 1C PAN để phân loại
các lớp phủ tại khu vực Jalpaiguri - West Bengal trong đề tài “Land cover classification
from remote sensing data”. Qua bài nghiên cứu tác giả cho thấy được tính vượt trội hơn
cả của phương pháp phân loại gần đúng nhất (MLC) khi mà tác giả so sánh dữ liệu sau
phân loại giữa các phương pháp với nhau. Tuy nhiên việc có một số vấn đề ảnh hưởng
đến việc thành lập bản đồ che phủ đất từ viễn thám. Nếu không hiểu rõ những điều này có
thể dẫn đến việc thể hiện diện tích đất không phù hợp. Cần phải nêu rõ các yêu cầu chính
xác nhất có thể về tính chính xác và độ chính xác của thông tin độ che phủ đất đai từ dữ
liệu viễn thám.
Tác giả Selçuk Reis (2008) đã thực hiện đề tài “Analyzing Land Use/ Land Cover
Change Using Remote Sensing and GIS in Rize, North-East Turkey”, kết quả của đề tài là
thành lập bản đồ biến động sử dụng đất/ lớp phủ mặt đất ở vùng Rize, Đông Bắc Thổ Nhĩ
Kỳ với 7 loại lớp phủ. Dữ liệu tác giả đã sử dụng trong đề tài này là ảnh Landsat MSS
(1976) và Landsat ETM+ (2000) với độ phân giải lần lượt là 80 m và 30 m. Tuy nhiên, ở
đề tài này, tác giả không trình bày rõ về phương pháp thực hiện mà chỉ chú trọng về đánh
giá, thống kê biến động với những thay đổi sâu sắc đối với đất nông nghiệp, đô thị, đồng
cỏ và đất lâm nghiệp, những nơi gần biển và có độ dốc thấp.
9
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Dữ liệu
3.1.1. Dữ liệu viễn thám
Phần mềm ENVI 5.0 là phần mềm chuyên dụng để xử lý, cắt hoặc chỉnh sửa ảnh
viễn thám; tác giả tiến hành phân loại các lớp phủ bằng công cụ phân loại có giám định
“Maximum Likelyhood Classifier”. Các đối tượng sau khi phân loại cung cấp cho tác giả
những dữ liệu cần thiết để thành lập bản đồ phân loại thực phủ (Lê Văn Trung, 2010).
Ảnh dùng trong bài nghiên cứu được tác giả chụp vào ngày 01/01/2016 với độ phân
giải 10 m, dữ liệu được lấy từ trang web https://lv.eosda.com. Các kênh màu trên ảnh kết
hợp khá tốt hỗ trợ cho việc giải đoán dễ dàng hơn (xem Hình 3.1).
Hình 3.1. Ảnh vệ tinh chụp khu vực huyện Kiên Lương
10
Dữ liệu ảnh sau khi thu thập chỉ là những kênh ảnh riêng lẻ nên cần được gom nhóm
lại, tổ hợp màu để có thể tiến hành giải đoán. Dữ liệu từ ảnh có thể vượt quá ranh giới của
khu vực nghiên cứu nên cần có thao tác cắt ảnh, ảnh được cắt theo địa bàn huyện Kiên
Lương từ dữ liệu hành chính dạng shape file.
Ảnh viễn thám từ vệ tinh Sentinel 2A là nguồn dữ liệu quan trọng nhất, sử dụng để
giải đoán các loại thực phủ có trên địa bàn huyện Kiên Lương. Ảnh Sentinel 2A thể hiện
màu tự nhiên ở 3 kênh RGB lần lượt là 4, 3 và 2; khi tổ hợp màu ở 3 kênh này rất tiện lợi
cho việc giải đoán sơ bộ bằng mắt thường vì ảnh có màu gần như thực (xem Hình 3.2).
Hình 3.2. Ảnh Sentinel sau khi tổ hợp kênh màu 4 – 3 – 2 (RGB)
3.1.2. Dữ liệu thực địa
Để phục vụ cho việc lấy mẫu trên ảnh trở nên dễ dàng hơn, tác giả thực hiện bấm
điểm GPS tại 19 vị trí vào ngày 24/06/2017 (xem Hình 3.3). Các điểm mẫu bao gồm 7
loại đối tượng chính được phân loại ở Bảng 3.1.
11