HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN ĐẬU NAM KHÁNH

TÍCH HỢP ẢNH VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN ĐỊA LÝ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI
TRONG Q TRÌNH ĐƠ THỊ HĨA
GIAI ĐOẠN 2005-2014
HUYỆN HOÀI ĐỨC - THÀNH PHỐ HÀ NỘI
Chuyên ngành:

Quản lý đất đai

Mã số:

60 85 01 03

Ngườı hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Đào Châu Thu
TS. Trần Quốc Vinh

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kì
cơng trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc./.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Đậu Nam Khánh

i


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu, đến nay tơi đã hồn thành luận văn thạc sỹ
chun ngành Quản lý đất đai với đề tài: “Tích hợp ảnh viễn thám và hệ thống thông tin
địa lý đánh giá biến động đất đai trong q trình đơ thị hóa giai đoạn 2005-2014 huyện
Hồi Đức - thành phố Hà Nội”.
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Đào Châu Thu
và TS. Trần Quốc Vinh, là người trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt thời gian
nghiên cứu đề tài và hồn thiện luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến chân thành của các thầy giáo, cơ giáo
khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Tôi trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Sở Tài ngun và Mơi trường thành phố
Hà Nội, Phịng Tài ngun và Mơi trường huyện Hồi Đức đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong
thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài. Trân trọng cảm ơn các anh chị em và bạn bè đồng
nghiệp, sự động viên, tạo mọi điều kiện của gia đình và người thân đã tận tình giúp đỡ để tơi
hồn thành đề tài.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày


tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Đậu Nam Khánh

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ........................................................................................................................... iii
Danh mục bảng ................................................................................................................ vi
Danh mục hình ................................................................................................................ vii
Trích yếu luận văn .......................................................................................................... viii
Thesis abstract ................................................................................................................... x
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 2

1.3.


Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 2

1.4.

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................ 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu .............................................................................................. 3
2.1.

Quá trình đơ thị hóa ............................................................................................. 3

2.1.1.

Khái niệm về đơ thị hóa ....................................................................................... 3

2.1.2.

Khái niệm vùng ven đô ........................................................................................ 3

2.1.3.

Phân loại đô thị hóa ............................................................................................. 4

2.1.4.

Tác động của q trình đơ thị hóa: ....................................................................... 5

2.2.


Khái quát chung về biến động .............................................................................. 6

2.2.1.

Khái niệm về biến động ....................................................................................... 6

2.2.2.

Yêu cầu về tư liệu để tạo ảnh biến động ............................................................... 6

2.2.3.

Các phương pháp đánh giá biến động................................................................... 6

2.3.

Công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) .................................... 11

2.3.1.

Khái niệm chung về công nghệ viễn thám .......................................................... 11

2.3.2.

Phương pháp xử lý thông tin viễn thám .............................................................. 13

2.3.3.

Các hệ thống vệ tinh viễn thám và dữ liệu ảnh vệ tinh........................................ 19


2.3.4.

Khái quát chung về GIS ..................................................................................... 31

2.4.

Tích hợp viễn thám và gis trong nghiên cứu biến động đất đai trên thế giới
và Việt Nam ...................................................................................................... 35

2.4.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới ..................................................................... 36

2.4.2.

Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam .................................................................... 41

iii


Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 44
3.1.

Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................... 44

3.2.

Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 44

3.3.


Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 44

3.4.

Nội dung nghiên cứu.......................................................................................... 44

3.4.1.

Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội .................................................. 44

3.4.2.

Tình hình quản lý sử dụng đất tại địa bàn huyện Hoài Đức - tỉnh Hà Nội ........... 44

3.4.3.

Xây dựng bản đồ sử dụng đất năm 2005 và 2014 ............................................... 44

3.4.4.

Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2005 -2014 ....................................... 44

3.5.

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 45

3.5.1

Phương pháp thu thập số liệu ............................................................................. 45


3.5.2

Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám bằng phần mềm ERDAS......................... 45

3.5.3

Phương pháp sử dụng phần mềm ARCGIS 10 để chồng xếp bản đồ, xây
dựng bản đồ biến động....................................................................................... 46

Phần 4. Kết quả và thảo luận ........................................................................................ 47
4.1.

Điều kiện tự nhiên - kinh tế, xã hội của huyện hoài đức ..................................... 47

4.1.1.

Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 47

4.1.2.

Điều kiện kinh tế xã hội ..................................................................................... 51

4.1.3.

Dân số, lao động, việc làm và thu nhập .............................................................. 56

4.1.4.

Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng .................................................................... 57


4.1.5.

Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội ảnh hưởng đến việc sử
dụng đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Hoài Đức ........................... 58

4.2.

Hiện trạng quản lý, sử dụng đất đai trên địa bàn huyện Hồi Đức ...................... 59

4.2.1.

Tình hình quản lý Nhà nước về đất đai............................................................... 59

4.2.2.

Hiện trạng sử dụng đất năm 2014 huyện Hoài Đức ............................................ 63

4.2.4.

Biến động đất đai giai đoạn 2005-2014 .............................................................. 65

4.2.5.

Đánh giá chung về tình hình quản lý, sử dụng đất đai......................................... 67

4.3.

Lập bản đồ sử dụng đất năm 2005, 2014 huyện Hoài Đức .................................. 68


4.3.1.

Thu thập tư liệu ................................................................................................. 68

4.3.2.

Nhập ảnh ........................................................................................................... 68

4.3.3.

Tăng cường chất lượng ảnh ................................................................................ 69

4.3.4.

Nắn chỉnh tư liệu ảnh ......................................................................................... 69

iv


4.3.5.

Phân loại ảnh vệ tinh thành lập bản đồ sử dụng đất: ........................................... 71

4.4.

Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2005 – 2014...................................... 81

4.4.1.

Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2014 ........................... 81


4.4.2.

Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2014 ........................................ 81

4.5

Đánh giá ưu điểm và nhược điểm của phương pháp tích hợp ảnh viễn thám
và hệ thống thông tin địa lý (gis) để xác định biến động đất đai.......................... 88

4.5.1.

Ưu điểm ............................................................................................................ 88

4.5.2.

Nhược điểm ....................................................................................................... 88

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ....................................................................................... 89
5.1.

Kết luận ............................................................................................................. 89

5.2.

Đề nghị .............................................................................................................. 90

Tài liệu tham khảo ........................................................................................................... 91

v



DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Bảng ma trận biến động giữa hai thời gian a và b .......................................... 10
Bảng 2.2. Bảng so sánh hai phương pháp giải đoán ảnh viễn thám ................................ 19
Bảng 2.3. Các hệ thống vệ tinh Landsat......................................................................... 19
Bảng 2.4. Các thông số kỹ thuật của các loại bộ cảm ..................................................... 21
Bảng 2.5. Đặc điểm ảnh vệ tinh VNREDSat-1 .............................................................. 24
Bảng 2.6. Bảng tương quan/tương ứng giữa các band ảnh vệ tinh Landsat 5 và
Landsat 8 ...................................................................................................... 30
Bảng 2.7. Một số tổ hợp band thường dùng cho ảnh vệ tinh Landsat 5 và Landsat 8 ...... 30
Bảng 4.1. Cơ cấu các ngành kinh tế trên địa bàn huyện giai đoạn 2010 - 2014 .............. 53
Bảng 4.2. Tốc độ tăng trưởng và cơ cấu sản xuất nghành nông nghiệp - thuỷ sản
giai đoạn 2010 - 2014 .................................................................................... 54
Bảng 4.3. Diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2014 ........................................................ 64
Bảng 4.4. Biến động đất đai giai đoạn 2005-2014 huyện Hoài Đức ............................... 65
Bảng 4.5. Nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh ............................................................................. 68
Bảng 4.6. Phân loại các loại hình sử dụng đất huyện Hồi Đức ..................................... 71
Bảng 4.7. Mẫu giải đốn ảnh vệ tinh ............................................................................. 72
Bảng 4.8. Đánh giá độ chính xác bản đồ sử dụng đất năm 2014..................................... 79
Bảng 4.9. Thống kê diện tích các loại hình sử dụng đất ................................................. 81
Bảng 4.10. Biến động các loại đất giai đoạn 2005 – 2014 ................................................ 85

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1.
Hình 2.2.

Hình 2.3.
Hình 2.4.
Hình 2.5.
Hình 2.6.
Hình 2.7.
Hình 2.8.
Hình 2.9.
Hình 2.10.
Hình 2.11.
Hình 2.12.
Hình 2.13.
Hình 2.14.
Hình 2.15.
Hình 3.1.
Hình 4.1.
Hình 4.2.
Hình 4.3.
Hình 4.4.
Hình 4.5.
Hình 4.6.
Hình 4.7.
Hình 4.8.
Hình 4.9.
Hình 4.10.
Hình 4.11.
Hình 4.12.
Hình 4.13.
Hình 4.14.
Hình 4.15.


Đơ thị hóa vùng ven đơ ................................................................................... 4
Phương pháp phân loại dữ liệu đa thời gian ..................................................... 8
Phương pháp đánh giá biến động tạo thay đổi phổ ........................................... 8
Chỉ số thực vật qua hai mùa khác nhau trong năm ........................................... 9
Phương pháp đánh giá biến động sau phân loại.............................................. 11
Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám ............................................... 12
Hình ảnh vệ tinh Landsat 7 (a) và Landsat 8 (b) ............................................ 20
Ảnh vệ tinh Landsat 8 Đại vực Grand Canyon trông giống như một vết
nứt nguy hiểm trên bề mặt của Trái đất.......................................................... 22
Ảnh vệ tinh SPOT 6 - 2012 khu vực Baro – Pháp (a) và SPOT 7 – 2014
khu vực Sydney – Úc (b) ............................................................................... 23
Rừng trên những dãy núi Luzon của Philippines thu được từ vệ tinh
Quickbird cho thấy một số vụ lở đất dọc theo con đường Bontoc - Banaue ........ 23
Hình ảnh vệ tinh VNREDSat-1 ..................................................................... 25
Ảnh khu vực Cầu Thanh Trì (Hà Nội) ........................................................... 25
Một bản đồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhau ............ 32
Thành phần chính của một hệ GIS ................................................................. 33
Kết quả giải đoán dữ liệu Landsat thành lập bản đồ mất rừng toàn cầu
giai đoạn năm 2000 đến năm 2014 ................................................................ 41
Sơ đồ các bước xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất đai .......................... 46
Sơ đồ vị trí địa lý huyện Hoài Đức ................................................................ 47
Hiện trạng sử dụng đất huyện Hoài Đức năm 2014 ........................................ 63
Cộng gộp kênh ảnh Landsat 5 - 2005............................................................. 69
Cộng gộp kênh ảnh Landsat 8 - 2014............................................................. 69
Ảnh cắt Landsat 5 – 2005 huyện Hoài Đức.................................................... 70
Ảnh cắt Landsat 8 – 2014 huyện Hoài Đức.................................................... 70
Xây dựng tệp mẫu cho ảnh Landsat 8 - 2014 ................................................. 72
Kết quả gộp lớp cho ảnh Landsat 5 – 2005 .................................................... 73
Kết quả gộp lớp cho ảnh Landsat 8 - 2014 ..................................................... 73
Kết quả phân loại và lọc nhiễu ảnh phân loại Landsat 5 – 2005 ..................... 74

Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại Landsat 8 – 2014 ......................................... 75
File tọa độ đánh giá phân loại ảnh - 2014 và 2005 ......................................... 76
Hiển thị điểm thực địa lên ảnh phân loại Landsat 5 – 2005 ............................ 77
Hiển thị điểm thực địa lên ảnh phân loại Landsat 8 – 2014 ............................ 77
Kết quả đánh giá độ chính xác ảnh phân loại Landsat 8 - 2014 ...................... 78

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Nguyễn Đậu Nam Khánh
Tên luận văn: “Tích hợp ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá
biến động đất đai trong q trình đơ thị hóa giai đoạn 2005-2014 huyện Hồi Đức thành phố Hà Nội”.
Ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 60 85 01 03

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu của đề tài
Đánh giá biến động sử dụng đất trong q trình đơ thị hóa huyện Hồi Đức, thành
phố Hà Nội giai đoạn 2005 – 2014 bằng việc tích hợp cơng nghệ Viễn thám và GIS.
Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Luận văn đã sử dụng các phương pháp:
- Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Thu thập ảnh vệ tinh (ảnh Landsat), thu
thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội, q
trình đơ thị hóa; tình hình quản lý sử dụng đất.
- Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp: Sử dụng GPS cầm tay đi thực địa chọn mẫu.
- Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám: Sử dụng phần mềm ERDAS giải đốn ảnh
viễn thám.
- Phương pháp phân tích không gian của GIS: Dùng phương pháp chồng xếp bản

đồ trong phần mềm ArcGIS để chồng xếp các bản đồ sử dụng đất, xây dựng bản đồ biến
động sử dụng đất giai đoạn 2005-2014.
- Phương pháp thống kê xử lý số liệu
Kết quả chính và kết luận
Huyện Hồi Đức có diện tích đất nơng nghiệp chiếm tỷ lệ lớn, nhưng với tốc độ
phát triển nhanh chóng của nền kinh tế - xã hội trong những năm gần đây, diện tích đất
nông nghiệp bị thu hẹp dần nhường chỗ cho đất phi nơng nghiệp nhằm hồn thành mục
tiêu cơng nghiệp hố, hiện đại hoá vào năm 2015.
Trên cơ sở ảnh Landsat 5 tại thời điểm 2005 và ảnh Landsat 8 tại thời điểm 2014
của huyện Hồi Đức xây dựng khố giải đốn cho 4 loại hình sử dụng đất gồm: đất trồng
lúa, đất trồng màu, đất xây dựng, đất mặt nước làm cơ sở cho việc giải đoán ảnh viễn thám
ở khu vực huyện Hoài Đức.

viii


Bản đồ sử dụng đất hai thời điểm năm 2005 và năm 2014 được xây dựng bằng ảnh
vệ tinh theo phương pháp xác suất cực đại. Sử dụng 100 điểm điều tra thực địa để đánh giá
độ chính xác bản đồ cho thấy: bản đồ năm 2005 có độ chính xác đạt 94,3% với chỉ số
Kappa tương ứng k = 0,9158, độ chính xác bản đồ năm 2014 là 92% với chỉ số Kappa
tương ứng k = 0,8873. Như vậy ảnh 2 thời điểm đều có độ chính xác cao.
Sử dụng giải đoán ảnh bằng phương pháp số và các chức năng phân tích khơng
gian của GIS đã thành lập được hai bản đồ sử dụng đất năm 2005 và năm 2014, từ đó sử
dụng cơng cụ chồng xếp thành lập được bản đồ biến động sử dụng đất của huyện Hoài Đức
giai đoạn 2005 – 2014 với tỷ lệ 1/25.000.
Trong giai đoạn 2005-2014 q trình đơ thị hóa tại huyện Hoài Đức diễn ra mạnh
mẽ. Năm 2014, Đất trồng lúa giảm 1286,75 ha, Đất xây dựng tăng lên 534,2 ha so với năm
2005, biến động nhiều nhất ở thị trấn Trạm Trôi, xã An Khánh, Kim Chung, Di Trạch, Đức
Thượng cho thấy được q trình đơ thị hóa nhanh trên địa bàn huyện Hồi Đức. Diện tích
đất trồng màu năm 2014 tăng 949,85 ha so với năm 2005 do toàn huyện đã triển khai các

vùng trồng rau, hoa, cây ăn quả ở các xã: Song Phương, Đông La, Tiền Yên, Vân Côn, Cát
Quế, Đắc Sở, Yên Sở. Đơn cử như mơ hình trồng nhãn chín muộn diện tích 97 ha ở các xã
Song Phương, An Thượng, Đông La; 95ha trồng ở Đắc Sở; 40ha bưởi đường tại xã Cát
Quế, Đơng La và 71 ha trồng rau an tồn ở Tiền n, Vân Cơn.
Q trình đơ thị hóa chính là nguyên nhân biến động sử dụng đất trên địa bàn
huyện Hồi Đức, thể hiện ở các khía cạnh: mức độ gia tăng dân số, quy hoạch chung xây
dựng Thủ đô Hà Nội và các quy hoạch phân khu đô thị, phần lớn huyện Hoài Đức nằm
trong quy hoạch trung tâm Thủ đô mở rộng; sự phát triển hạ tầng đô thị.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Nguyen Dau Nam Khanh
Thesis title: “The integration of remote sensing and GIS to evaluate changes in
land use during urbanization of Hoai Duc district, Ha Noi city”.
Major: Land management

Code: 60 85 01 03

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Assessment of land use changes in the process of urbanization Hoai Duc District,
Ha Noi City phase 2005 - 2014 by the integration of Remote Sensing and GIS technology.
Materials and Methods
Theses have used the method:
-The method of secondary data collection: collect satellite images (Landsat image),
collect the materials, data on natural conditions, the situation of socio-economic
development, the process of urbanization; the situation of land use management.
-The method of primary data collection: using portable GPS go field select the

template.
-The method of remote sensing image interpretation
-The method of GIS spatial analysis: using the method stack folded map in ArcGIS
software to the husband arranged the land use map, maps of land use upheaval through
period 2005-2014.
-Statistical methods of data processing
Main findings and conlusions
Hoai Duc district has an area of agricultural land accounts for a large proportion,
but with the rapid growth of the economy - society in recent years, agricultural land being
narrowed to make room for non-agricultural land now to accomplish the goal of
industrialization and modernization in 2015.
Based on Landsat 5 at the time of 2005, and Landsat 8 at the time of Hoai Duc
district in 2014, the construction interpretation course for 4 types of land use including rice
fields and vegetable land, construction land, ground water as the basis for the interpretation
of remote sensing in areas Hoai Duc district.
Two land use maps of 2005 and 2014 were built in satellite images by the method
of maximum likelihood. Using 100 points fieldwork to assess the accuracy of the map

x


shows: map in 2005 with 94.3% accuracy with a corresponding index k = 0.9158 Kappa,
accurate maps in 2014 is 92% with a corresponding index k = 0.8873 Kappa. Thus the
same image in two time with high accuracy.
Using image interpretation by numerical methods and spatial analysis functions of
GIS has set up two land use scheme in 2005 and 2014, thereby using established overlay
tools are diagrams volatility land use of Hoai Duc period 2005 - 2014 at the rate of 1/
25000.
In the period 2005-2014 the process of urbanization in Hoai Duc district going
strong. In 2014, 1286.75 hectares of land for rice cultivation dropped, construction land

increased 534.2 ha compared to 2005, the greatest change in Tram Troi town, An Khanh
commune, Kim Chung Di Trach, to see the process of rapid urbanization in Hoai Duc
district. Vegatable land increased in 2014 compared to 2005, 949.85 hectares of the district
have been deployed by the growing areas of vegetables, flowers and fruit trees in the
communes of Song Phuong, Dong La, Tien Yen, Van Con, Cat Que, Dac So, Yen So. For
example, longan fruit planted 97 ha area in Song Phuong, An Thuong, Dong La Commune;
95 hectares planted in Dac So; 40 hectares grapefruit Cat Que, Dong La and 71 hectares of
vegetable safety in Tien Yen, Van Con.
The process of urbanization is the cause land use changes in Hoai Duc district, as
indicated in the following aspects: the level of population growth, construction planning
deals and zoning urban, Hoai Duc district largely in the planning center expansion capital;
the development of urban infrastructure.

xi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc
biệt. Đất đai là môi trường sống của cả con người và sinh vật, là địa bàn phân bố
dân cư, xây dựng các công trình kinh tế, văn hóa, an ninh quốc phịng.
Dữ liệu viễn thám với đặc điểm đa thời gian, xử lý ngắn và phủ trùm khu vực
rộng là một công cụ hữu hiệu cho việc theo dõi biến động hiện trạng sử dụng đất.
Cùng với đó, GIS (hệ thống thơng tin địa lý) là một công cụ khá mạnh trong việc
lưu trữ và diễn đạt dữ liệu đặc biệt là dữ liệu bản đồ. Chúng có thể xuất ra kết
quả ở những dạng khác nhau như các bản đồ, biểu đồ thống kê… GIS giúp tiết
kiệm chi phí và thời gian trong việc lưu trữ dữ liệu. Có thể thu thập và lưu trữ dữ
liệu với số lượng lớn. Số liệu lưu trữ có thể được quản lý, cập nhật, chỉnh sửa
một cách dễ dàng.
Ngày nay do sự tăng dân số, sự phát triển của các đô thị, sự tăng trường kinh

tế xã hội và một số vấn đề khác đã và đang tác động rất lớn tới đất đai, đặc biệt đối
với một huyện có tốc độ đơ thị hóa nhanh như huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội.
Đặc thù huyện Hồi Đức là một huyện đang trên đà đơ thị hóa nhanh cho nên
biến động về đất đai trên địa bàn huyện diễn ra rất thường xuyên cả về loại đất
lẫn đối tượng sử dụng. Nhiều diện tích đất nông nghiệp đã, đang và sẽ chuyển
sang đất phi nông nghiệp như: đất ở nông thôn, đất trụ sở cơ quan, cơng trình sự
nghiệp, đất giao thơng, đất khu cơng nghiệp, đất cơ sở sản xuất kinh doanh, đất an
ninh quốc phịng...
Trước những áp lực đó, đất đai và các lớp phủ mặt đất biến động không
ngừng cùng với sự phát triển của xã hội. Để nghiên cứu biến động lớp phủ mặt
đất có nhiều phương pháp khác nhau với nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: từ
các số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiểm kê, hay từ các cuộc điều tra. Các
phương pháp này thường tốn nhiều thời gian, kinh phí và khơng thể hiện được sự
thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác của lớp phủ mặt đất và vị trí
khơng gian của sự thay đổi đó.
Nhận thức được vai trị và tầm quan trọng của việc đánh giá biến động và
nhằm hiện đại hóa cơng tác quản lý đất đai, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đào
Châu Thu và TS. Trần Quốc Vinh, tôi xin tiến hành nghiên cứu đề tài:

1


“Tích hợp ảnh viễn thám và hệ thống thơng tin địa lý đánh giá biến động
đất đai trong quá trình đơ thị hóa giai đoạn 2005-2014 huyện Hồi Đức - thành
phố Hà Nội”.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Thành lập bản đồ biến động đất đai giai đoạn 2005-2014 huyện Hoài Đức,
thành phố Hà Nội bằng tư liệu viễn thám và GIS.
- Từ kết quả nghiên cứu, đưa ra các nhận xét đánh giá biến động đất đai trong
q trình đơ thị hóa giai đoạn 2005-2014 trên địa bàn huyện Hồi Đức, thành phố

Hà Nội.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu biến động đất đai trong q trình đơ thị hóa giai đoạn 2005-2014
huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
* Những đóng góp mới
- Đánh giá biến động đất đai trong q trình đơ thị hóa giai đoạn 2005-2014
trên địa bàn huyện Hoài Đức, xác định việc chuyển đổi loại hình sử dụng đất trong
q trình đơ thị hóa.
* Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu luận văn củng cố phương pháp luận tích hợp ảnh viễn
thám và hệ thống thông tin địa lý trong việc đánh giá biến động đất đai.
- Góp phần nâng cao hiệu quả cơng tác quản lý đất đai.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo trong việc xây dựng bản
đồ sử dụng đất tại huyện Hồi Đức.
- Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp hồn thiện biện pháp kỹ thuật, định mức
kinh tế kỹ thuật giải đoán ảnh vệ tinh, xây dựng bản đồ sử dụng đất.

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Q TRÌNH ĐƠ THỊ HĨA
2.1.1. Khái niệm về đơ thị hóa
Đơ thị hóa là việc tích tụ và chuyển đổi trên diện rộng, với quy mơ lớn mục
đích sử dụng đất nơng nghiệp sang đất ở, dịch vụ, du lịch sinh thái và các mục đích
sản xuất kinh doanh phi nơng nghiệp.
Bên cạnh đó, khác với lý do hình thành đơ thị thời cổ đại, q trình đơ thị
hóa hiện đại bắt nguồn từ tiền đề cơng nghiệp hóa, với sự phát triển các chức

năng xã hội - chính trị của những trung tâm dân cư mới, với sự phân biệt vùng
cư trú được quy định bởi sự phân công lao động xã hội. Sự hình thành các trung
tâm cư dân mới, khác biệt với nông thôn này ngày càng thu hút nhiều người từ
nông thôn đến để tham gia vào đội ngũ làm nghề mới không phải sản xuất nông
nghiệp: thủ công nghiệp phường hội, buôn bán, công nghiệp hiện đại với hy
vọng có cuộc sống dễ chịu, sung túc hơn. Do đó q trình đơ thị hóa cịn là sự
tập trung dân số, sự chuyển đổi phương cách sản xuất, lối sống và sự phát triển
không gian của thành phố
Đây là quá trình tất yếu trong phát triển kinh tế - xã hội, là xu thế tích cực tạo
nên động lực mới cho nền kinh tế của mỗi quốc gia.
2.1.2. Khái niệm vùng ven đô
Vùng ven đô là một khái niệm, là vùng có sự tương tác giữa nơng thơn và
thành thị. Theo đó, “vùng ven đơ là một vùng nóng đang có chuyển động đơ thị hóa.
Vùng này là điểm q độ và vùng chuyển tiếp, là khu đệm giữa nông thôn và thành
thị, giữa cái yên tĩnh và cái sôi động, giữa cái bảo thủ của nông dân và cái thoáng
mở của thành thị, là nơi chuyển đổi nhu cầu của nông dân vào đô thị và ngược lại
mang lối sống của đô thị vào nông dân”. Đây là chuyển động cơ bản của mối quan
hệ kinh tế, văn hóa, xã hội và là nơi chuyển dịch cơ cấu kinh tế nơng nghiệp thành
phi nơng nghiệp
Về mặt hành chính địa giới thì vùng ven đơ khơng chỉ được định nghĩa bao
gồm các khu vực quận/huyện bao quanh nội thành thành phố. Vùng ven đô được
xem là các quận huyện nằm ở vị trí chuyển tiếp giữa khu vực trung tâm và ngoại
thành. Vùng ven đô là vùng vành đai chuyển tiếp giữa một đô thị lớn và nông thôn
xung quanh, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của văn hóa đơ thị đó, nhưng vẫn cịn mang
trong mình nhiều yếu tố của văn hóa nơng thơn, nên khơng hẳn là nơng thơn mà
cũng chưa phải là đô thị thực sự.

3



Hình 2.1. Đơ thị hóa vùng ven đơ
Dù có nhiều định nghĩa theo nhiều góc độ khác nhau nhưng các nhà nghiên
cứu đều có chung một quan điểm vùng ven đơ là vùng đệm, vùng chuyển tiếp đang
đơ thị hóa từ vùng nông thôn sang vùng đô thị là vùng giáp ranh với đô thị. Như
vậy, vùng ven đô là vùng đang bị đơ thị hóa tác động, hình thành nên quận mới từ
huyện và đang ngày càng thay đổi do tác động của đơ thị hóa. Ở đó diện tích đất
nơng nghiệp càng ngày càng bị thu hẹp.
2.1.3. Phân loại đơ thị hóa
Có hai cách để phân loại q trình đơ thị hóa khác nhau bao gồm phân loại
theo đặc điểm của q trình đơ thị hóa và phân loại theo sự phát triển của đơ thị
hóa, trong đó:
Theo đặc trưng của q trình đơ thị hóa, có thể chia làm 2 loại đơ thị hóa:
Đơ thị hóa tăng cường: Xẩy ra ở các nước phát triển, đô thị hóa chính là cơng
nghiệp hóa đất nước ngày càng nâng cao điều kiện sống và làm việc tạo ra các tiền
đề cho phát triển kinh tế xã hội, xóa bỏ mâu thuẫn sự khác biệt cơ bản giữa đô thị và
cơng thơn.
Đơ thị hóa giả mạo: Xẩy ra ở các nước đang phát triển, đơ thị hóa đặc trưng
là sự bùng nổ về dân số và sự phát triển yếu kém của ngành cơng nghiệp. Mâu
thuẫn giữa đơ thị hóa và nông thôn trở nên sâu sắc do sự phát triển mất cân đối của
các điểm dân cư. Đặc biệt là sự phát triển độc quyền của các đô thị cực lớn tạo nên
những hiện ượng tiêu cực trong quá trình phát triển đơ thị.

4


Theo lịch sử phát triển đơ thị hóa, có 3 loại đơ thị hóa:
Đơ thị hóa thay thế: Chỉ q trình đơ thị hóa diễn ra ngay chính trong đơ thị,
ở đây có sự di dân từ trung tâm ra ngoại thành hoặc vùng ven đơ.
Đơ thị hóa cưỡng bức: Là khái niệm dùng để chỉ sự dịch chuyển dân cư
từ nơng thơn về thành thị với lý do ngồi kinh tế, tức là khơng phải trước hết là tìm

kiếm việc làm hay tìm dịch vụ tốt hơn. Quá trình cưỡng bức xẩy ra có thể nơng dân
chuyển vào thành phố.
Đơ thị hóa ngược: Là khái niệm dùng để chỉ sự di dân từ đô thị lớn sang đô
thị nhỏ hoặc từ đô thị trở về nông thôn. Tại mỗi vùng, mỗi địa phương khác nhau sẽ
có các điều kiện kinh tế, xã hội, văn hóa và chính trị khác nhau và có thể sẽ có
nhiều hình thức đơ thị hóa cùng diễn ra.
2.1.4. Tác động của q trình đơ thị hóa:
Đơ thị hóa làm ảnh hưởng sâu sắc tới quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế,
đến số lượng, chất lượng dân số đơ thị. q trình này cịn làm thay đổi nhu cầu sử
dụng đất đô thị và ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế xã hội của vùng và quốc gia.
Do đó, đơ thị hóa gây ra nhiều tác động tích cực cũng như tiêu cực khác nhau trên
quy mơ vùng.
a) Tác động tích cực
Kết quả của q trình mở rộng và phát triển đơ thị hóa góp phần chuyển
dịch cơ cấu kinh tế theo hướng giảm tỷ trọng kinh tế ngành nông nghiệp, tăng tỷ
trọng kinh tế ngành cơng nghiệp và dịch vụ. Q trình đơ thị hóa dẫn tới tập trung
các nguồn lực sản xuất, khoa học, cơng nghệ, văn hóa, kỹ thuật và sự tập trung các
khu dân cư làm cho kinh tế đơ thị tăng trưởng mạnh mẽ, trong đó GDP đầu người ở
các đô thị thường cao hơn từ 3 đến 5 lần GĐP bình quân đầu người của cả nước và
cao hơn nhiều lần so với khu vực nông thôn. Đơ thị hóa diễn ra kéo theo việc xây
dựng các cơ sở hạ tầng tương ứng để đáp ứng nhu cầu phát triển của đơ thị. Đó là hệ
thống đường giao thông, thông tin liên lạc, đầu tư cấp điện, chiếu sáng, cấp nước,
thu gom xử lý chất thải...
Quá trình đơ thị hóa ảnh hưởng đến cơ cấu sử dụng đất được chuyển dịch
theo hướng sản xuất hàng hóa, diện tích đất nơng nghiệp giảm nhanh đặc biệt là
diện tích đất trồng lúa; các khu đơ thị mới hình thành, tỷ lệ cơ cấu ngành nghề theo
hướng công nghiệp dịch vụ tăng, tạo nguồn thu quan trọng đóng góp vào ngân sách
Nhà nước. Đặc biệt, tạo ra được môi trường cạnh tranh nhằm thu hút đầu tư thúc

5



đẩy sự phát triển của thị trường bất động sản cũng như hỗ trợ, kích thích cho sự
phát triển của các khu công nghiệp, dịch vụ, du lịch tạo đà và lực cho q trình đơ
thị hóa cũng như chuyển dịch cơ cấu kinh tế, cơ cấu lao động trên địa bàn.
b) Tác động tiêu cực
Q trình đơ thị hóa có quan hệ hữu cơ rất lớn đến cơng tác quản lý đất đai
thể hiện qua: công tác giao đất, cho thuê đất; công tác lập, thẩm định phê duyệt quy
hoạch sử dụng đất,... Bên cạnh những ưu điểm, thuận lợi mà q trình đơ thị hóa
đem lại cịn một số khó khăn, hạn chế, vướng mắc phát sinh trong qua trình đơ thị
hóa có thể thấy rõ như: Việc xây dựng kế hoạch sử dụng đất dài hạn 5 năm tính khả
thi khơng cao; chính quyền cấp cơ sở chưa thực sự chú trọng đến công tác lập và
thực hiện kế hoạch sử dụng đất; vấn đề bồi thường giải phóng mặt bằng ở nhiều khu
đơ thị gặp khó khăn, kéo dài; tình trạng khiếu kiện kéo dài liên quan đến bồi
thường, hỗ trợ tái định cư, tình trạng chống đối không hợp tác trong công tác kiểm
đếm, bồi thường và di dời,... đang trở thành những điểm nóng rất cần sự vào cuộc
của cả hệ thống chính trị. Vấn đề quản lý, sử dụng đất của chủ đầu tư ở một số khu
đơ thị cịn lỏng lẻo, để người dân trở lại tái chiếm đất sản xuất, xây dựng nhà ở cũng
dẫn đến sự khiếu kiện, ảnh hưởng đến an ninh trật tự tại địa phương.
2.2. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BIẾN ĐỘNG
2.2.1. Khái niệm về biến động
Biến động là sự biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một trạng
thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng như
môi trường xã hội.
2.2.2. Yêu cầu về tư liệu để tạo ảnh biến động
- Tư liệu cùng một khu vực.
- Tư liệu phải là cùng loại hoặc có tính chất tương tự như nhau.
- Ảnh phải được chụp trong các thời gian khác nhau.
2.2.3. Các phương pháp đánh giá biến động
Phát hiện biến động sử dụng đất và lớp phủ bề mặt là việc làm cần thiết trong

việc hiện chỉnh bản đồ lớp phủ bề mặt và trợ giúp cho việc theo dõi, quản lý tài
nguyên thiên nhiên.
Sự biến động thông thường được phát hiện trên cơ sở so sánh tư liệu viễn
thám đa thời gian hoặc giữa bản đồ cũ và bản đồ mới được hiện chỉnh theo tư liệu
viễn thám.

6


Các biến động có thể được chia làm hai loại chính sau: biến động theo mùa
và biến động hàng năm. Thông thường hai loại biến động này pha trộn với nhau rất
phức tạp trong khuôn khổ một bức ảnh, do vậy người giải đoán cần sử dụng các tư
liệu cùng thời gian, cùng mùa trong năm để có thể phát hiện được các biến động
thực sự (Phạm Vọng Thành, 2001).
Có rất nhiều các phương pháp nghiên cứu biến động khác nhau, tuy nhiên có
thể chia thành hai nhóm chính đó là: phương pháp so sánh sau phân loại (từ bản đồ
về bản đồ); phương pháp quang phổ (từ ảnh về ảnh). Việc sử dụng cách này hay
cách khác phụ thuộc vào đối tượng biến động cần xác định, dữ liệu thu thập được,
độ chính xác yêu cầu.
2.2.3.1. Tạo ảnh biến động từ ảnh gốc theo từng band phổ
Phương pháp chung là so sánh các giá trị độ sáng của hình ảnh (DN) của
từng band giữa hai thời điểm chụp ảnh khác nhau, bằng cách tạo ảnh hiệu số của hai
band đó:
DN(1,2) = DN(1) – DN(2)
Trong đó:
DN(1): Giá trị DN của pixel trong ảnh chụp ở thời gian (1)
DN(2): Giá trị DN của pixel trong ảnh chụp ở thời gian (2)
DN(1,2): Giá trị DN của pixel ảnh biến động giữa hai thời gian (1) và (2). DN sẽ có
các giá trị (-), (+), hoặc bằng 0.
+ Giá trị 0 là không có biến động.

+ Giá trị (-), (+) là biến động theo hai hướng khác nhau. Ví dụ đối với band
Green (band 5 của MSS hay band 2 của TM) thì giá trị âm của DN(1,2) sẽ là biến
động theo hướng tăng độ xanh, khi đó giá trị DN giảm đi. Còn đối với các band
khác, như band 4 của MSS hay band 1 của TM thì giá trị âm thể hiện nước biến đổi
theo xu thế trong hơn, sạch hơn. Đối với đất, đá thì khi DN(1,2) dương nghĩa là đất,
đá khơ hơn hoặc nhiều cát hơn cịn ngược lại khi DN(1,2) âm thể hiện trong thực tế
nước nông hơn và bẩn hơn…
2.2.3.2. Phân loại dữ liệu đa thời gian
Tạo tổ hợp ảnh đa thời gian và phân loại chúng, khi đó những lớp biến động
sẽ có khác biệt phổ so với các lớp không biến động.

7


Ảnh 1
Phân loại

Ảnh đa
thời gian

Đánh giá
biến động

Ảnh 2

Hình 2.2. Phương pháp phân loại dữ liệu đa thời gian
Trước khi phân loại ảnh người ta ghép (chồng phủ) hai ảnh có N kênh phổ để
tạo nên một ảnh đa thời gian có 2N kênh phổ. Kết quả phân loại ảnh chồng phủ gồm
2N kênh là một tập hợp bao gồm các lớp thay đổi và các lớp khơng thay đổi.
Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào việc lấy mẫu để phân loại

ảnh, sự thay đổi theo các mùa trong năm và ảnh hưởng của khí quyển.
2.2.3.3. Tạo ảnh biến động từ ảnh của hai thời điểm khác nhau
Ảnh kết quả là vùng có sự thay đổi về phổ nhiều, sẽ là vùng có khả năng biến
động cịn vùng mà kết quả của phép trừ ảnh ít hoặc bằng 0 là vùng khơng có biến động.

Ảnh 1
Phân loại

Tạo thay
đổi phổ

Đánh giá
biến động

Ảnh 2

Hình 2.3. Phương pháp đánh giá biến động tạo thay đổi phổ
Từ hai ảnh viễn thám ban đầu với việc sử dụng các kỹ thuật khác nhau sẽ tạo
nên một hay nhiều kênh ảnh mới có sự thay đổi phổ. Sự khác biệt phổ giữa các
pixel có thể được tính cho từng pixel hoặc tính trên tồn cảnh cùng với tính trên
từng pixel. Phương pháp này chỉ rõ những khu vực biến động và không biến động
cũng như mức độ biến động.
2.2.3.4. Đánh giá biến động bằng tỷ số ảnh
Nơi có giá trị tỷ số ảnh gần bằng hoặc bằng 1 là nơi không biến động. Nơi
biến động sẽ có giá trị nhỏ hơn hoặc lớn hơn 1.

8


2.2.3.5. Tạo ảnh biến động từ ảnh chỉ số thực vật

Chỉ số thực vật được dùng rất rộng rãi để xác định mật độ phân bố của thảm
thực vật, đánh giá trạng thái sinh trưởng và phát triển của cây trồng, làm cơ sở số liệu
dự báo sâu bệnh, hạn hán, diện tích và năng suất, sản lượng cây trồng…
Từ nhiều band phổ ảnh chỉ số thực vật của từng thời điểm sẽ được tạo nên
theo phương pháp NDVI. Công thức tính:
(NIR – Red)

NDVI =

(NIR + Red)

Trong đó:
NDVI: Chỉ số thực vật
NIR: Giá trị phản xạ phổ trong vùng cận hồng ngoại
Red: Giá trị phản xạ phổ trong vùng ánh sáng đỏ
Tạo ảnh hiệu số từ hai ảnh NDVI sẽ cho các giá trị biến động hoặc không
biến động về chỉ số thực vật. Đó là biến động về sinh khối của lá, biến động về diện
tích. Ví dụ:
Qua ví dụ ta thấy giữa các mùa khác nhau thì chỉ số thực vật cũng khác nhau.
Vào mùa xuân khi lá cây xanh tốt thì chỉ số NDVI xác định được là 0,72; vào mùa thu
khi lá cây chuyển sang màu vàng đỏ thì chỉ số NDVI xác định được là 0,14. Điều này
chứng tỏ giữa các mùa có sự biến động về chất lượng lá..

Hình 2.4. Chỉ số thực vật qua hai mùa khác nhau trong năm

9


2.2.3.6. Tạo ảnh biến động từ ảnh đã phân loại
Để áp dụng được phương pháp này, để có kết quả chính xác và tiện so sánh

việc phân loại phải được thực hiện theo nguyên tắc hai cùng: cùng hệ thống phân
loại và cùng phương pháp phân loại. Nguyên tắc đánh giá sự biến động của hai ảnh
đã phân loại là dựa vào ma trận biến động (ma trận hai chiều). Ví dụ như bảng sau:
Bảng 2.1. Bảng ma trận biến động giữa hai thời gian a và b
ảnh thời gian a
L1

L2

L3

L4

L5

L1

L11

L21

L31

L41

L51

L2

L12


L22

L32

L42

L52

L3

L13

L23

L33

L43

L53

L4

L14

L24

L34

L44


L54

L5

L15

L25

L35

L45

L55

ảnh thời gian b
Trên ma trận, theo cột và theo hàng là tên các đơn vị đã được phân loại theo
hai thời điểm a và b. Theo đường chéo là các đơn vị khơng có sự biến động (được tơ
màu đánh dấu), còn lại là những biến động chi tiết của từng đơn vị (được khoanh
trịn). Ví dụ L23 là đơn vị L2 của thời điểm a biến thành đơn vị L3 của thời điểm b.
2.2.3.7. Phương pháp phân tích Vector
Là phương pháp nghiên cứu hướng biến động của các vector thơng tin của
từng pixcel trên ảnh. Có thể áp dụng phương pháp để nghiên cứu xu thế biến động
của nhiều yếu tố tự nhiên, môi trường như rừng, nước và đất.
2.2.3.8. Nghiên cứu biến động sau phân loại
Là phương pháp thông dụng nhất được áp dụng để nghiên cứu biến động.
Bản chất của nó là so sánh sự biến động của kết quả phân loại ảnh.
Để áp dụng phương pháp này cần lựa chọn hai tư liệu ảnh ở hai thời điểm khác
nhau của cùng một khu vực nghiên cứu. Độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của
từng phương pháp phân loại do phải tiến hành phân loại độc lập các ảnh viễn thám.


10


Ảnh 1

Phân loại
Đánh giá
biến động

Ảnh 2

Phân loại

Hình 2.5. Phương pháp đánh giá biến động sau phân loại
2.3. CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
2.3.1. Khái niệm chung về công nghệ viễn thám
2.3.1.1. Định nghĩa
Viễn thám (Remote sensing) là một khoa học và công nghệ mà nhờ nó các
tính chất của vật thể quan sát được xác định, đo đạc hoặc phân tích mà khơng cần
tiếp xúc trực tiếp với chúng. Hay hiểu đơn giản viễn thám là thăm dò từ xa về một
đối tượng mà khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó
(Nguyễn Khắc Thời và nnk, 2006).
Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám như:
Viễn thám là một nghệ thuật, khoa học, nói ít nhiều về một vật khơng cần
phải chạm vào vật đó (Ficher, 1976).
Viễn thám là quan sát về một đối tượng bằng một phương tiện cách xa vật
trên một khoảng cách nhất định (Barret and Curtis, 1976).
Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng năng lượng điện từ như ánh
sáng, nhiệt, sóng cực ngắn như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc

tính của đối tượng…(Floy Sabin, 1987).
Tuy nhiên, mọi định nghĩa đều có nét chung và nhấn mạnh rằng viễn thám là
khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đối tượng, hiện tượng trên trái đất.
Về bản chất viễn thám là công nghệ nhằm xác định và nhận biết các đối
tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua các đặc trưng riêng về phản xạ hoặc
bức xạ điện từ. Tuy nhiên những năng lượng như từ trường, trọng trường cũng có
thể được sử dụng.
Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ đối tượng

11


được gọi là bộ cảm còn phương tiện dùng để mang các bộ cảm được gọi là “vật
mang”. Vật mang có thể là khinh khí cầu, máy bay hoặc vệ tinh.
2.3.1.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám
Viễn thám nghiên cứu đối tượng bằng giải đốn và tách lọc thơng tin bằng
giải đốn tư liệu ảnh hàng khơng hoặc ảnh vệ tinh dạng số.
Các dữ liệu dưới dạng ảnh chụp và ảnh số được thu nhận dựa trên việc ghi
nhận năng lượng bức xạ và sóng phản hồi phát ra từ vật thể khi khảo sát. Năng
lượng phổ dưới dạng sóng điện từ, nằm trên các dải phổ khác nhau, cùng cho thơng
tin về một vật thể từ nhiều góc độ sẽ góp phần giải đốn đối tượng một cách chính
xác hơn (Nguyễn Ngọc Thạch, 2005).

Mặt trời
Vệ tinh

Bức xạ mặt trời

Hấp thụ
mặt trời

Khí quyển

Nước

Rừng

Cỏ

Đất

Đường

Nhà

Hình 2.6. Ngun lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám
Giải đốn, tách lọc thơng tin từ dữ liệu ảnh viễn thám được thực hiện dựa
trên các cách tiếp cận khác nhau, có thể kể đến là:
- Đa phổ: Sử dụng nghiên cứu vật từ nhiều kênh phổ trong dải phổ từ nhìn
thấy đến cận hồng ngoại.
- Đa nguồn dữ liệu: Dữ liệu ảnh thu nhận từ các nguồn khác nhau ở các độ
cao khác nhau, như ảnh chụp trên mặt đất, chụp trên khinh khí cầu, chụp từ máy bay
đến các vệ tinh.

12


- Đa thời gian: Dữ liệu ảnh thu nhận vào các thời gian khác nhau.
- Đa độ phân giải: Dữ liệu ảnh có độ phân giải khác nhau về khơng gian, phổ
và thời gian.
- Đa phương pháp: Phân tích ảnh bằng phương pháp số hoặc bằng mắt.

2.3.1.3. Vấn đề thu nhận và phân tích tư liệu viễn thám
Năng lượng điện từ của ánh sáng sau khi truyền qua các cửa sổ khí quyển
tương tác với các đối tượng trên bề mặt Trái đất và phản xạ lại để các thiết bị thu
của viễn thám có thể ghi nhận các tín hiệu đó. Q trình này thực hiện qua 3 bước
chính sau đây:
- Phát hiện: việc phát hiện các thông tin là bước rất quan trọng, bao gồm phát
hiện về dải sóng, về cường độ và tính chất khác của nguồn năng lượng điện từ.
- Ghi tín hiệu: Các tín hiệu phát hiện được có thể ghi dưới dạng hình ảnh
hoặc các tín hiệu điện từ. Khi xử lý các tín hiệu dạng hình ảnh, một số kiểu phim
ảnh có phủ các lớp nhạy cảm ánh sáng để phát hiện sự khác nhau của nguồn năng
lượng điện từ tạo nên hình ảnh không gian, cung cấp nhiều chi tiết trong không gian
và có thể hiệu chỉnh hình học dễ dàng. Năng lượng điện từ có thể được ghi dưới
dạng các tín hiệu, biểu đồ phổ hoặc dưới dạng hình ảnh số. Các tín hiệu điện từ có
thể ghi nhận ở dạng phim, băng từ hoặc đĩa từ và có thể hiển thị dễ dàng.
- Phân tích các tín hiệu phổ: Có thể được thực hiện bằng hai phương pháp là
phân tích bằng mắt và xử lý số bằng máy tính.
2.3.2. Phương pháp xử lý thông tin viễn thám
2.3.2.1. Khái niệm giải đoán ảnh viễn thám
Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình chiết tách thơng tin định tính cũng như
định lượng từ ảnh như hình dạng, vị trí, cấu trúc, đặc điểm, chất lượng, điều
kiện…Mối quan hệ tương hỗ giữa các đối tượng dựa trên tri thức chuyên ngành
hoặc kinh nghiệm của người giải đốn ảnh. Việc tách thơng tin trong viễn thám có
thể chia thành 5 loại, cụ thể:
- Phân loại đa phổ: là q trình tách gộp thơng tin dựa trên các tính chất phổ,
khơng gian và thời gian của đối tượng.
- Phát hiện biến động: là phát hiện và tách các biến động dựa trên tư liệu ảnh
đa thời gian (ví dụ: xác định biến động thổ nhưỡng).
- Chiết tách các thông tin tự nhiên: tương ứng với việc đo nhiệt độ, trạng thái
khí quyển, độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng phổ.


13