ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ
----------

ĐẬU XUÂN THUẬN

Ứng dụng GIS và công nghệ viễn thám
đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức
Thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

1


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đất đai là tài nguyên vô cùng quan trọng trong chiến lược phát triển của mỗi
quốc gia. Một trong những chỉ tiêu đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia đôi khi cịn
được tính theo mức độ biến động trong q trình sử dụng đất của quốc gia đó.
Với sức ép của quá trình gia tăng dân số (cả tự nhiên và cơ học), kết hợp với sử
dụng đất đai thiếu bền vững đã gây sức ép lớn lên quá trình sử dụng đất. Vì vậy nghiên
cứu sự thay đổi trong quá trình sử dụng đất là căn cứ khoa học để đưa ra những chính
sách sử dụng đất đai phù hợp nhằm nâng cao mức sống của người dân, đem lại hiệu quả
cao hơn cả về kinh tế - xã hội và môi trường.
Huyện Đức Thọ là một huyện đồng bằng, bán sơn địa nằm về phía Bắc tỉnh Hà
Tĩnh, trong những năm qua với sự chuyển mình mạnh mẽ theo hướng cơng nghiệp hóa
- hiện đại hóa, bộ mặt của huyện thay đổi nhanh chóng theo hướng giảm diện tích đất
nơng nghiệp, tăng diện tích đất phi nơng nghiệp chủ yếu là đất sử dụng vào mục đích

cơng nghiệp và dịch vụ. Trong những năm gần đây, công tác quản lý về đất đai nói
riêng và tình hình thực hiện Pháp Luật đất đai trên địa bàn huyện đã bắt đầu đi vào nề
nếp. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân cả khách quan và chủ quan công tác cập nhật
biến động đất đai chưa tốt, chưa kịp thời; cơ sở hạ tầng, trang thiết bị phục vụ cho công
tác chưa đầy đủ, đồng bộ, đa số còn lạc hậu; trình độ, năng lực cán bộ làm cơng tác
quản lý đất đai ở các cấp còn chưa cao, nhất là cán bộ địa chính cơ sở.
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học vũ trụ thì ảnh viễn thám cũng đã xuất
hiện và ngày càng tỏ rõ tính ưu việt trong công tác điều tra, quản lý tài nguyên. Đặc biệt
là sự xuất hiện của các tư liệu viễn thám mới như: SPOT, LANDSAT, ASTER… có độ
phân giải khơng gian và phân giải phổ cao. Một số tư liệu viễn thám cịn có khả năng
chụp lập thể, đặc biệt là có thể cập nhật thơng tin nhanh chóng thơng qua việc thu nhận
và xử lý ảnh vệ tinh ở nhiều thời điểm khác nhau tạo thành ảnh đa thời gian ở dạng số,
là sản phẩm dễ dàng sử dụng trong các phần mềm phân tích ảnh hiện đại và có khả
năng tích hợp thuận tiện trong hệ thống thơng tin địa lý GIS. Đặc biệt việc phóng vệ
tinh VINASAT-1 đầu tiên vào ngày 12/4/2008, đã mở ra một hướng đi mới trong ứng
dụng ảnh viễn thám ở Việt Nam.
Nhận thức được tầm quan trọng của sự thay đổi trong q trình sử dụng đất với
sự thay đổi khí hậu và chất lượng của cuộc sống, tôi đã lựa chọn nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng G IS và công nghệ viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện
Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý để đánh giá biến
động sử dụng đất huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh giai đoạn 2000 – 2010. Xác định

2


nguyên nhân biến động và đề xuất một số giải pháp nhằm sử dụng có hiệu quả quỹ đất
hiện có.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài tập trung thực hiện những nhiệm vụ chính sau:
- Khái quát được điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế - xã hội của huyện Đức
Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
- Tìm hiểu tình hình ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu biến động ở thế giới,
Việt Nam và huyện Đức Thọ.
- Thu thập tài liệu thống kê, bản đồ và tư liệu ảnh viễn thám vùng nghiên cứu. Xử
lý các dữ liệu ảnh viễn thám một số thời điểm chụp vùng nghiên cứu.
- Thành lập bản đồ, bảng biểu và biểu đồ về hiện trạng sử dụng đất và bản đồ biến
động giữa hai thời điểm ở huyện Đức Thọ.
- Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2005, 2005 - 2010.
- Đánh giá biến động và đề ra một số giải pháp.
4. Lịch sử nghiên cứu
4.1. Trên thế giới
Việc sử dụng kỹ thuật viễn thám trên thế giới đã xuất hiện từ rất lâu. Kể từ năm
1858, người ta đã bắt đầu sử dụng khinh khí cầu để chụp ảnh nhằm mục đích
thành lập bản đồ địa hình và những bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay đã được Wilbur
Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocelli, Italia. Ban đầu, người ta sử dụng
viễn thám chủ yếu cho mục đích qn sự. Khi vệ tinh Landsat-1 được phóng vào năm
1972, những ứng dụng của viễn thám trong lĩnh vực giám sát mơi trường và quản lí
tài ngun thiên nhiên đã trở nên khá phổ biến và trở thành một phương pháp rất
hiệu quả trong việc cập nhật thông tin của một vùng hay toàn lãnh thổ.
Ngày nay, viễn thám được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực từ theo dõi
dự báo thời tiết, điều tra hiện trạng môi trường, giám sát biến động lớp phủ mặt
đất, xói mịn đất, trong nghiên cứu địa chất, ni trồng thủy sản, cho đến việc
nghiên cứu hải dương học…Đối với công tác quy hoạch và quản lý đất đai, viễn thám
là một cơng cụ hữu ích giúp xác định nhanh chóng và chính xác hiện trạng sử dụng
đất, đồng thời xác định sự biến động của các loại hình sử dụng theo thời gian.
Có nhiều cơng trình nghiên cứu về đất đai và chức năng của nó từ rất sớm, trong
đó các cơng trình nghiên cứu của Tổ chức nơng lương thế giới (FAO) được chú ý và
áp dụng rộng rãi. Theo FAO, con người có thể tác động đến các hợp phần của tự

nhiên, làm ảnh hưởng tới động thái riêng của chúng theo hướng cải thiện chất lượng
của đất cho một hoặc nhiều chức năng. Tuy nhiên, tác động này nếu không phù
hợp với quy luật tự nhiên sẽ gây ảnh hưởng xấu cho đất, làm tổn hại tới môi
trường.

3


Năm 1998, tổ chức American Planning Association đã đưa ra bảng hệ thống phân
loại sử dụng đất được mã hóa thành các kí hiệu thống nhất gọi là “Land-based
classification standards”(LBCS).
Cơng trình “Λ land-use and land cover classification system for use with remote
sensor data” của James R.Anderson, Ernest E.Hardy, John T.Roach và Richard
E.Witmer năm 2001 đã đưa ra hệ thống phân loại sử dụng đất bằng công nghệ viễn
thám và định nghĩa rất rõ ràng từng loại hình sử dụng đất và ứng dụng vào xây
dựng một số bản đồ cụ thể.
Việc sử dụng kĩ thuật viễn thám trong nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất và lớp
phủ mặt đất đã được áp dụng tại rất nhiều trường đại học và các viện nghiên cứu trên
thế giới, và thực tế đã đem lại nhiều thành tựu to lớn. Ở Hoa Kì, ứng dụng này được
bắt đầu kể từ năm 1976. Tại các quốc gia châu Âu như Pháp, Đức, Hà Lan…hướng
nghiên cứu này cũng trở nên phổ biến trong các thập niên 80, 90 của thế kỉ 20 và
hiện nay cũng đang phát triển mạnh. Ngày nay, các nước châu Á và châu Phi cũng
đã bắt đầu đi sâu vào nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất và lớp phủ mặt đất bằng
cơng nghệ viễn thám và GIS. Có thể kể ra một số cơng trình như:
- Cơng trình “Change detection in land use and land cover using remote
sensing and GIS” của Opeyemi Zubair, trường đại học Ibadan:
- Đề tài “A comparison of land use and land cover change detection method” của
nhóm tác giả Daniel L.Civco, Jame D.Hurd, Emily H.wilson, Mingjun Song, Zhenkui
Zhang, đại học Connecticut:
4.2. Ở Việt Nam

Năm 1979- 1980, các cơ quan của nước ta bắt đầu tiếp cận công nghệ viễn
thám. Trong 10 năm tiếp theo (1980-1990), đã triển khai các nghiên cứu - thử nghiệm
nhằm xác định khả năng và phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám để giải quyết các
nhiệm vụ của mình.
Từ những năm 1990-1995, bên cạnh việc mở rộng công tác nghiên cứu - thử
nghiệm, nhiều ngành đã đưa công nghệ viễn thám vào ứng dụng trong thực tiễn và cho
đến nay đã thu được một số kết quả rõ rệt về khoa học - công nghệ và kinh tế. Khi bộ
môn viễn thám được đưa vào giảng dạy ở các trường đại học, một số tác giả đã biên
soạn các giáo trình cơ sở về viễn thám như: “Viễn thám” của Lê Văn Trung, “Cơ sở
viễn thám” của Nguyễn Ngọc Thạch.
Năm 1997, Tác giả Nguyễn Hoàng Đan đã tiến hành đánh giá tài nguyên đất đai
vùng Trung du và miền núi phía Bắc bằng kĩ thuật viễn thám và hệ thông tin địa lý
- Cơng trình “Khả năng phối hợp hệ xử lí ảnh số và hệ thơng tin địa lý nhằm
nâng cao chất lượng thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất” của Phạm Quang Vinh
năm 2005.

4


Trong dự án xây dựng bản đồ địa hình phủ trùm ở tỷ lệ 1: 50.000, bằng công
nghệ hiện chỉnh bản đồ theo ảnh vệ tinh SPOT, đã tiến hành thực hiện cho 2 vùng lãnh
thổ có ý nghĩa quan trọng là đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng Nam Bộ, với số lượng
133 mảnh bản đồ VN 2000 trên tổng số 569 mảnh phủ trùm cả Việt Nam trong một
khoảng thời gian rất ngắn.
- Ứng dụng công nghệ viễn thám để quản lý dải ven biển
Mục tiêu của dự án nhằm tăng cường năng lực cho Trung tâm Viễn thám trong
việc ứng dụng công nghệ viễn thám để thành lập bản đồ phục vụ công tác quản lý dải
ven biển, nhằm góp phần hỗ trợ Việt Nam trong cơng tác quản lý và phát triển bền
vững dải ven biển.
Đối với Hà Tĩnh nói chung, Đức Thọ nói riêng việc ứng dụng viễn thám vẫn cịn

rất ít. Việc nghiên cứu biến động sử dụng đất trên địa bàn huyện từ trước đến nay vẫn
làm theo phương pháp truyền thống, tức là dựa vào số liệu kiểm kê của các địa
phương. Như vậy, đề tài này vẫn còn mới và chưa có ai nghiên cứu.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
- Ảnh viễn thám Landsat ETM+ có độ phân giải 30 x 30m chụp khu vực huyện
Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh vào ngày 6/6/2000, ảnh Landsat TM chụp ngày 3/9/2006 và
ảnh Landsat TM chụp vào ngày 9/7/2010.
- Phần mềm xử lý và giải đoán ảnh viễn thám ENVI 4.5 cùng với sự hỗ trợ của các
phần mềm như Mapinfo 11.0, Microstation, ArcGIS 9.3,…. .
- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất, các loại đất chính, bảng biểu và các tài liệu liên
quan đến huyện Đức Thọ.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
5.2.1. Phạm vi không gian
Khu vực nghiên cứu nằm trong phạm vi huyện Đức Thọ, Tỉnh Hà Tĩnh gồm có 28
đơn vị hành chính (1 thị trấn và 27 xã). Tổng diện tích đất tự nhiên 20243,34 ha.
5.2.2. Phạm vi thời gian
Đề tài được nghiên cứu trong khoảng thời gian từ tháng 11/2012 đến tháng 5/2013.
5.2.3. Phạm vi nội dung
- Ứng dụng GIS và viễn thám đánh giá biến động sử dụng đất huyện Đức thọ - tỉnh
Hà Tĩnh giai đoạn 2000-2010.
- Phân tích nguyên nhân và đưa ra một số giải pháp nhằm sử dụng hợp lý quỹ đất
hiện có.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1.Ý nghĩa khoa học

5


- Đề tài khẳng định khả năng nâng cao độ chính xác nghiên cứu biến động sử

dụng đất bằng cơng nghệ viễn thám và GIS.
- Cung cấp phương pháp sử dụng cơng nghệ GIS và giải đốn ảnh viễn thám để
xây dựng các loại bản đồ.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất tại huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh để
cung cấp cho những người làm chính sách xây dựng vùng quy hoạch sử dụng đất phù
hợp.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu nhằm định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên đất huyện
Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.
7. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu
7.1. Quan điểm nghiên cứu
7.1.1. Quan điểm hệ thống
Quan điểm hệ thống thể hiện ở chỗ là các yếu tố sử dụng đất có quan hệ với nhau.
Lãnh thổ nghiên cứu không chỉ là một hệ thống động lực với các mối liên hệ thống
nhất bên trong mà đây còn là một bộ phận của Bắc Trung Bộ.
7.1.2. Quan điểm lịch sử - viễn cảnh
Đặc điểm sử dụng đất được xác lập trên một nền tảng chính trị - xã hội cụ thể. Sự
thay đổi hướng sử dụng và khai thác lãnh thổ phản ánh sự lựa chọn của con người phù
hợp với quỹ đất, nhu cầu của thị trường, trình độ nhận thức về chức năng của đất đai,
sự thay đổi thể chế chính trị, sự thay đổi về quan hệ sản xuất cũng như phương thức
sản xuất. Do vậy, chúng ta cần phải tìm hiểu các loại hình sử dụng đất trong bối cảnh
lịch sử của nó. Trên cơ sở đó, ta có thể đưa ra dự báo trong tương lai.
7.1.3. Quan điểm tổng hợp
Các đơn vị đất đai như những địa tổng thể thường được sử dụng để nghiên cứu,
đánh giá các điều kiện tự nhiên cho mục đích sử dụng hợp lí tài nguyên và bảo vệ
thiên nhiên. Các hợp phần hình thành nên cấu trúc sử dụng đất đều nằm trong một mối
quan hệ thông qua các lợi ích về kinh tế - xã hội và môi trường. Nên quan điểm nghiên
cứu, đánh giá chúng phải là quan điểm tổng hợp.
7.1.4. Quan điểm phát triển bền vững
- Theo FAO, phát triển bền vững là sự khai thác sử dụng tài nguyên để thỏa mãn

nhu cầu của con người hôm nay mà không làm tổn hại đến cuộc sống của các thế hệ
mai sau, là sự chung sống hịa bình giữa thiên nhiên và con người.
- Dưới góc độ sản xuất, đất đai là nguồn tài nguyên có hạn nên việc sử dụng đất
càng phải tuân theo quan điểm phát triển bền vững. Dưới góc độ là tư liệu sinh hoạt,
địa bàn định cư của con người thì việc sử dụng đất phải tạo nên một không gian đảm
bảo các chỉ số phát triển bền vững.

6


7.2. Các phương pháp nghiên cứu
7.2.1. Phương pháp thu thập dữ liệu
Nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh đầu vào là vơ cùng quan trọng, nó quyết định đến độ
chính xác của quá trình thực hiện. Do vậy, đề tài lựa chọn những ảnh có chất lượng tốt
và thời điểm chụp phù hợp nhất. Ảnh viễn tinh được thu nhận là ảnh Landsat ETM+
có độ phân giải trung bình (30m x 30m).
Ngoài ra, các nguồn dữ liệu thống kê, bản đồ (bản đồ nền, bản đồ hiện trạng sử
dụng đất thời điểm trước) của khu vực nghiên cứu sẽ hỗ trợ cho việc giải quyết những
nhiệm vụ đặt ra.
7.2.2. Phương pháp viễn thám
Để thực hiện các nhiệm vụ của đề tài đặt ra, đề tài đã sử dụng kết hợp phương
pháp viễn thám với GIS. Phương pháp viễn thám được sử dụng để phân loại ảnh vệ
tinh Landsat. Các chức năng phân tích khơng gian của GIS được sử dụng để tích hợp
các kết quả phân loại ảnh vệ tinh với dữ liệu bản đồ, dữ liệu thống kê thu thập được.
Việc đánh giá biến động được tiến hành sau phân loại với sự trợ giúp của GIS.
7.2.3. Phương pháp thống kê
Trong quá trình thực hiện đề tài, việc thống kê kết quả sau khi phân loại sẽ cho ta
cái nhìn toàn diện và cụ thể hiện trạng sử dụng đất ở các thời điểm. Trên cơ sở đó, ta
phân tích để thấy được tình hình biến động sử dụng đất của khu vực nghiên cứu.
7.2.4. Phương pháp bản đồ

Để thể hiện một cách trực quan hiện trạng sử dụng đất các thời điểm và biến
động sử dụng đất bằng các bản đồ ở tỉ lệ phù hợp.
7.2.5. Phương pháp thực địa
Trong q trình nghiên cứu tơi tiến hành đi thực địa ở khu vực nghiên cứu nhằm
thu thập tài liệu để xây dựng mẫu phân loại và kiểm tra độ chính xác của ảnh viễn
thám tại thời điểm chụp. Thực hiện thực địa bao gồm các ghi chép và ảnh chụp thực
địa về hiện trạng sử dụng đất.

7


PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NG HIÊN CỨU
1.1. Đất đai và biến động đất đai
1.1.1. Định nghĩa về đất đai
Tài nguyên đất được hiểu theo hai quan điểm: Quan điểm phát sinh thổ nhưỡng
(Đất = soils) và quan điểm kinh tế học (Đất đai = Lands). Về quan điểm phát sinh thổ
nhưỡng, người đặt cơ sở khoa học đầu tiên cho khoa học đất chính là nhà thổ nhưỡng
học người Nga Dokuchaev. Dokuchaev cho rằng đất (soil) là thực thể tự nhiên đặc
biệt, hình thành do tác động tổng hợp của các yếu tố: Đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh
vật (chủ yếu là thực vật), thời gian và tác động của con người (V.V.Dokuchaev 1879).
Theo định nghĩa của FAO năm 1976 thì đất đai là một diện tích cụ thể của bề
mặt Trái Đất bao gồm các thành phần của môi trường vật lý và sinh học có ảnh hưởng
đến việc sử dụng đất như: Khí hậu, địa hình, đất, nước và sinh vật. Nó cũng bao gồm
các kết quả của các hoạt động của con người trong quá khứ và hiện tại, chẳng hạn như
sự khai phá vùng biển, sự khai hoang các vùng thực vật, cũng như sự mặn hóa các
vùng đất. Như vậy, khi xem xét đất đai, thực chất là chúng ta đang xem xét một thể
tổng hợp tự nhiên.
Theo Luật đất đai của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam, đất đai đựợc
định nghĩa như sau: “Đất đai là một trong những nguồn tài nguyên thiên nhiên vô

cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi
trường sống, là địa bàn tiến hành các hoạt động sản xuất, xây dựng, kinh tế, văn hóa,
xã hội, an ninh và quốc phòng”.
1.1.2. Định nghĩa biến động đất đai
1.1.2.1. Biến động
Biến động là sự biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một trạng thái
khác của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng như trong mơi
trường xã hội.
Có nhiều loại biến động như sau:
- Biến động về chất dẫn tới biến động về lượng và ngược lại biến động về lượng
dẫn đến biến đổi về chất.
- Biến động về diện tích đối tượng, biến động về số lượng đối tượng.
- Biến động về tính chất đối tượng song khơng có biến động về diện tích.
Ở đề tài này chúng ta chỉ sử dụng khái niệm biến động thứ hai là biến động về diện
tích đối tuợng, biến động về số lượng đối tượng.
1.1.2.2. Biến động sử dụng đất
Biến động sử dụng đất là sự thay đổi tăng hay giảm về diện tích đối tượng
nào đó trong một giai đoạn nhất định.

8


Nguyên tắc sử dụng ảnh Viễn thám để theo dõi biến động.
- Các ảnh sử dụng để theo dõi biến động một khu vực, phải ở cùng một hệ
tọa độ lưới chiếu.
- Ảnh phải có độ phân giải như nhau.
Ảnh có độ phân giải càng cao thì các đối tượng phản xạ càng mạnh, thông tin về
các đối tượng thực phủ càng chi tiết hơn và ngược lại. Vì vậy ảnh có cùng độ phân
giải các đối tượng thực phủ sẽ cho phản xạ gần như nhau. Và khi đó chồng lớp đối
tượng trên hai ảnh cho kết quả biến động chính xác hơn.

- Ảnh phải được phân tích giải đốn ở các bước sóng như nhau.
Theo ngun lý Viễn thám, thông tin Viễn thám thu nhận được dựa vào sự đo
lường năng lượng phản xạ, bức xạ sóng điện từ của vật thể trên những bước sóng
xác định. Các đối tượng sẽ cho những phản xạ khác nhau trên cùng một bước sóng
và một đối tượng sẽ cho phản xạ mạnh yếu khác nhau trên các bước sóng khác nhau.
Nếu như giải đốn hai ảnh ở những bước sóng khác nhau kết quả phân loại có độ
chính xác là khơng như nhau và khi đó khơng thể cho kết quả biến động chính xác.
- Khu vực nghiên cứu của ảnh phải như nhau.
Hai ảnh phải được chụp trên cùng một khu vực hoặc được cắt theo ranh giới
hành chính của khu vực nghiên cứu.
1.1.3. Các khái niệm về sử dụng đất và lớp phủ đất
Lớp phủ đất (land-cover) và sử dụng đất (land-use) là hai khái niệm khác nhau về
ý nghĩa bản chất.
Burley (1961) định nghĩa “Lớp phủ đất là sự mô tả những cấu trúc thực vật và
nhân tạo bao phủ lên mặt đất”. Còn Clawson và Stewart (1965) định nghĩa: “Sử dụng
đất phản ánh những hoạt động của con người trên đất, những hoạt động liên quan trực
tiếp đến đất đó”.
Trong định nghĩa của Young, “Lớp phủ đất là các cấu trúc thực vật – tự nhiên
hoặc được trồng, hoặc các cơng trình nhân tạo bao phủ lên bề Trái Đất” còn “Sử dụng
đất là quản lý đất nhằm thảo mãn nhu cầu của con người”
Như vậy, sử dụng đất mô tả các hoạt động sử dụng của con người trên mảnh đất
đó, cịn lớp phủ đất mơ tả các thuộc tính vật lý của lớp phủ bề mặt. Lớp phủ đất đặc
biệt nhấn mạnh về các chủ thể tự nhiên và nó là phản xạ tổng hợp của những yếu tố
khác nhau trên bề mặt trái đất được phủ bằng vật thể tự nhiên hay công trình nhân tạo.
Sử dụng đất nhấn mạnh hơn về chủ thể xã hội, đó là kết quả của các hoạt động mà con
người thu nhận được bằng những đo đạc sinh học, công nghệ để quản lý và điều chỉnh
thường xuyên hay định kỳ phù hợp với mục đích kinh tế và xã hội đã định.

9



Trong đề tài này, tôi chọn các đơn vị sử dụng đất làm đối tượng nghiên cứu
chính, nghĩa là chú ý đến mục đích sử dụng của đất đai. Vì vậy, các bản đồ được thành
lập là bản đồ hiện trạng sử dụng đất chứ không phải là bản đồ lớp phủ bề mặt.
1.1.4. Các hệ thống phân loại sử dụng đất hiện nay
Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam tồn tại nhiều hệ thống phân loại sử dụng đất,
tùy theo cơng nghệ thành lập bản đồ, trình độ phát triển, vị trí địa lí và diện tích của
từng quốc gia.
Tổ chức UN-ECE của FAO đã đưa ra bảng phân loại chuẩn về sử dụng đất với 7
nhóm và 37 loại đất chính theo mục đích sử dụng, trong đó có đưa ra định nghĩa về
từng loại đất. Bảy nhóm đất chính đó là: Đất nơng nghiệp, đất lâm nghiệp, đất xây
dựng và giải trí, đất ẩm ướt chưa sử dụng, đất khơ chưa sử dụng với các lồi thực vật
đặc biệt, đất chưa sử dụng khơng có thực vật bao phủ và đất mặt nước.
Hiện nay, hệ thống bản đồ hiện trạng sử dụng đất của Việt Nam được chia
thành 4 cấp tương ứng với các dãy tỉ lệ sau:
- Cấp xã, phường, thị trấn: Tỉ lệ từ 1/5000 đến 1/10.000.
- Cấp huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh: Từ 1/10.000 đến 1/25.000
hoặc từ 1/25.000 đến 1/50.000
- Cấp tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương: Từ 1/50.000 đến 1/100.000
- Cả nước: Từ 1/250.000 đến 1/1000.000.
Xem xét hệ thống phân loại đất của Việt Nam, ta thấy có các nhóm sử dụng đất
chính sau:
- Đất nơng nghiệp
- Đất phi nông nghiệp
- Đất chưa sử dụng.
1.2. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và công nghệ viễn thám (RS)
1.2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.2.1.1. Khái niệm
Hệ thống thông tin địa lý (HTTĐL)- Geographical information system (GIS) là
một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý

và con người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận,
lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có
mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý. (Viện
nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994).
Công nghệ GIS: Là một loại hệ thông tin kiểu mới (New Information System)
được xây dựng trên nền tảng cơng nghệ máy tính và cơng nghệ bản đồ. Từ các thơng
tin vị trí địa lý của đối tượng (dữ liệu không gian) và thông tin thuộc tính được lưu trữ
(dữ liệu thuộc tính) ta có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và các báo cáo để cung cấp

10


một sự nhìn nhận có hệ thống và tổng thể, nhằm thu nhận và quản lý thơng tin vị trí có
hiệu quả. Khả năng của một hệ GIS tối thiểu giải quyết được 5 vấn đề chính sau:
- Vị trí: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách
khác nhau như tên địa danh, mã vị trí hoặc toạ độ.
- Điều kiện: thơng qua phân tích các dữ liệu khơng gian cung cấp thông tin các sự
kiện tồn tại hoặc xảy ra ở một địa điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả
mãn các điều kiện đặt ra.
- Chiều hướng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các dữ
liệu trong một vùng lãnh thổ nghiên cứu theo thời gian.
- Kiểu mẫu: cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi
sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác.
- Mơ hình hố: cung cấp và xác định những gì xảy ra nếu có sự thay đổi dữ liệu
hay nói cách khác xác định xu thế phát triển của các đối tượng. Ngồi thơng tin địa lý,
hệ thống cần phải có thêm thơng tin về các quy luật hoặc nguồn thông tin thống kê.
1.2.1.2. Các thành phần và chức năng của GIS
Một hệ thống thông tin địa lý bao gồm 5 hợp phần chính, đó là: Phần cứng,
phần mềm, dữ liệu, con người và phương pháp. Việc lựa chọn và trang bị phần
cứng và phần mềm thường là những bước dễ dàng nhất và nhanh nhất trong quá

trình phát triển một hệ GIS. Việc thu thập và tổ chức dữ liệu, phát triển nhân sự và
thiết lập các quy định cho vấn đề sử dụng GIS thường khó khăn hơn và tốn nhiều
thời gian hơn. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) có các chức năng chủ yếu là: Nhập dữ
liệu; Quản lý dữ liệu; Phân tích và truy vấn dữ liệu; Xuất dữ liệu.

Hình 1.1. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý

11


Hình 1.2. Các chức năng của hệ thống thơng tin địa lý
1.2.1.3. Mơ hình Vector và Raster
Hệ thống thơng tin địa lý làm việc với hai dạng khác nhau của thơng tin địa lý đó là vector và raster. Trong kiểu vector, thông tin là các điểm (point), đường (line), và
vùng (polygon) được mã hoá và lưu theo toạ độ x, y. Một vị trí có đặc tính điểm, như
hố khoan được miêu tả bởi toạ độ x, y. Các yếu tố có đặc tính đường, giống như các
đường giao thông hoặc các sông được lưu bởi một tập hợp toạ độ các điểm. Các yếu tố
có đặc tính vùng, như khu vực bán hàng và lưu vực sơng, có thể được lưu bởi toạ độ
của một đường bao đóng kín. Kiểu vector vơ cùng hữu dụng để miêu tả các thuộc tính
riêng rẽ, nhưng khơng hữu dụng đối với các thuộc tính biến thiên liên tục giống như
loại đất hoặc mô tả vùng ảnh hưởng của các bệnh viện. Kiểu raster dành cho mơ tả các
đối tượng có thuộc tính biên thiên liên tục. Raster image bao gồm hệ thống mạng lưới
các ô nhỏ như ảnh quét hoặc tranh vẽ. Cả hai kiểu vector và raster được dùng để lưu
các thơng tin địa lý đều có những mặt mạnh và mặt yếu.
Mơ hình dữ liệu vector hình thành trên cơ sở các vector với thành phần cơ bản là
điểm. Các đối tượng khác được tạo ra bằng cách nối các điểm bởi các đường thẳng
hoặc các cung. Vùng bao gồm một tập các đường thẳng. Thuật ngữ đa giác đồng nghĩa
với vùng trong cơ sở dữ liệu vector vì đa giác tạo bởi các đường thẳng nối với các
điểm. Như vậy, mơ hình dữ liệu vector sử dụng các đoạn thẳng hay điểm rời rạc để
nhận biết các vị trí của thế giới thực.


12


Mơ hình dữ liệu Raster khơng gian được chia thành các ô lưới đều, thường được
gọi là các điểm ảnh (pixel). Mỗi ô gồm một giá trị đơn và vị trí của nó. Độ phân giải
của raster phụ thuộc vào kích thước điểm ảnh của nó. Kích thước điểm ảnh càng nhỏ,
độ phân giải càng cao.
1.2.1.4. Các đặc điểm của GIS
a) Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying)
Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của GIS
trong việc phân tích các số liệu thuộc về khơng gian, để có thể xây dựng thành một
bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây. Dựa vào kỹ thuật
chồng lắp các bản đồ mà ta có các phương pháp sau:
- Phương pháp cộng (sum)
- Phương pháp nhân (multiply)
- Phương pháp trừ (substract)
- Phương pháp chia (divide)
- Phương pháp tính trung bình (average)
- Phương pháp hàm số mũ (exponent)
- Phương pháp che (cover)
- Phương pháp tổ hợp (crosstabulation)
b) Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong việc phân
tích các thuộc tính số liệu thuộc về khơng gian là khả năng của nó để phân loại các
thuộc tính nổi bật của bản đồ. Nó là một q trình nhằm chỉ ra một nhóm thuộc tính
thuộc về một cấp nhóm nào đó. Một lớp bản đồ mới được tạo ra mang giá trị mới, mà
nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây.
Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẩu khác nhau. Một trong
những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẩu đó. Đó có thể là
những vùng thích nghi cho việc phát triển đơ thị hoặc nông nghiệp mà hầu hết được

chuyển sang phát triển dân cư. Việc phân loại bản đồ có thể được thực hiện trên 1 hay
nhiều bản đồ..
c) Khả năng phân tích (SPATIAL ANALYSIS)
- Tìm kiếm (Searching)
Nếu dữ liệu được mã hoá trong hệ vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc lớp phủ, thì
dữ liệu được nhóm lại với nhau sau cho có thể tìm kiếm một lớp 1cách dễ dàng.
Trong GIS phương pháp này khó khăn khi mỗi một thành phần có nhiều thuộc
tính. Một hệ lớp đơn giản yêu cầu dữ liệu đối với mỗi lớp phải được phân lớp trước
khi đưa vào.

13


Vd: Tìm đường đi trên xe taxi, tìm đặc tính của một chủ hộ nào đó trên bản đồ
giai thửa, theo dõi hướng bay của các loài chim di cư.
Phép logic: Các thủ tục tìm kiếm dữ liệu sử dụng các thuật toán logic Boole để
thao tác trên các thuộc tính và đặc tính khơng gian. Đại số Boole sử dụng các toán tử
AND, OR, NOT tuỳ từng điều kiện cụ thể cho giá trị đúng, sai.
Các phép toán logic khơng có tính chất giao hốn, chỉ có mức độ ưu tiên cao
hơn. Nó khơng chỉ được áp dụng cho các thuộc tính mà cho các đặc tính khơng gian.
TD: Cho 2 bản đồ A & B như dưới với thuật tốn and và điều kiện “Tìm những
vị trí có đất phù sa và đang canh tác lúa” ta tìm kiếm được những đối tượng không
gian như bản đồ C.
- Vùng đệm (Buffer zone)
Nếu đường biên bên trong thì gọi là lõi cịn nếu bên ngồi đường biên thì gọi là
đệm (buffer). Vùng đệm sử dụng nhiều thao tác phân tích và mơ hình hố khơng gian.
- Nội suy (Spatial Interpolation)
Trong tình huống thơng tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì nội suy
hay ngoại suy phải thực hiện để có nhiều thơng tin hơn. Nghĩa là phải giải đoán giá trị
hay tập giá trị mới, phần này mơ tả nội suy hướng điểm, có nghĩa 1 hay nhiều điểm

trong không gian được sử dụng để phát sinh giá trị mới cho vị trí khác nơi khơng đo
dữ liệu được trực tiếp.
- Tính diện tích (Area Calculation)
 Phương pháp thủ công:
+ Đếm ô
+ Cân trọng lượng
+ Đo thước tỷ lệ
 Phương pháp GIS:
+ Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác
+ Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ơ, sau đó nhân diện tích này với số lượng ô
của bản đồ
1.2.2. Công nghệ viễn thám (Remote Sensing)
1.2.2.1. Các khái niệm liên quan
a) Khái niệm viễn thám
Viễn thám là kỹ thuật thu nhận thông tin về đối tượng, về vùng hoặc về hiện
tượng thông qua việc phân tích dữ liệu thu nhận bởi thiết bị không tiếp xúc với đối
tượng, vùng hoặc hiện tượng đang nghiên cứu.
Chi tiết: Viễn thám có thể được định nghĩa như là kỹ thuật thu thập dữ liệu
bức xạ điện từ phản chiếu hoặc phát ra từ đối tượng trên mặt đất bằng cách sử dụng
(Remote sensor) và từ đó rút ra thông tin về đối tượng thông qua quá trình phân tích

14


các bức xạ điện từ .
Như vậy Viễn thám có thể được định nghĩa là một môn khoa học nghệ thuật, nhờ
nó mà các tính chất của đối tượng quan sát được xác định, đo đạc, thu thập và phân
tích mà khơng cần có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng.
b) Phân loại viễn thám
Viễn thám sử dụng các phản xạ, bức xạ điện từ để đo đạc xác định thơng tin

về đối tượng. Sóng điện từ có thể được coi như nguồn năng lượng chính trong Viễn
thám. Viễn thám có thể được phân làm 3 loại cơ bản sau:
- Viễn thám trong giải sóng nhìn thấy và hồng ngoại phản xạ
Nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời với bước sóng ưu thế là 0.5
micromet. Thơng tin trên ảnh Viễn thám nhận được dựa vào sự đo lường năng lượng
bức xạ từ vật thể và bề mặt trái đất. Và ảnh thu được bởi kỹ thuật này được gọi là
ảnh quang học
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt
Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính vật thể phát ra. Mỗi vật
thể ở trong điều kiện bình thường đều tự phát ra một bức xạ và bước sóng ưu thế ở
loại Viễn thám này là 10 micromet. Ảnh thu nhận ở kỹ thuật Viễn thám này gọi là
ảnh Viễn thám nhiệt.
- Viễn thám siêu cao tầng
Viễn thám siêu cao tầng có hai loại kỹ thuật thu nhận là chủ động và bị động.
Viễn thám chủ động vệ tinh cung cấp cho các vật thể một nguồn năng lượng
riêng, rồi thu lại nguồn năng lượng phản xạ lại từ các vật thể. Còn kỹ thuật viễn
thám bị động thì thu nhận năng lượng bức xạ tự nhiên hoặc phản xạ từ một số đối
tượng và bước sóng ưu thế ở kỹ thuật Viễn thám này là trên 1mm.
1.2.2.2. Nguyên lý cơ bản của Viễn Thám
a. Nguyên lý cơ bản trong Viễn thám.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của Viễn thám dựa vào sóng điện từ được phản
xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đối tượng.
- Mỗi một đối tượng thực phủ khác nhau sẽ cho các phản xạ hoặc bức xạ
khác nhau trong cùng một kênh phổ.
- Cùng một đối tượng thực phủ nhưng ở các bước sóng khác nhau sẽ cho các
phản xạ khác nhau.
- Nguồn năng lượng phản xạ hay bức xạ của các vật thể sau khi được thu nhận
bởi bộ cảm biến và sau đó được chuyển hóa thành dữ liệu ảnh số.
b. Nguyên lý thu chụp ảnh Viễn thám.
Nguyên lý cơ bản của của viễn thám là đo lường giá trị năng lượng hấp thụ và

phản xạ của các đối tượng trong các dải phổ với cường độ nhất định. Nguồn năng

15


lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, nguồn năng lượng
của sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ các vật thể phát ra được thu nhận bởi các bộ
cảm biến gắn trên các vật mang.

Hình 1.3. Nguyên lý thu nhận dữ liệu được sử dụng trong viễn thám
Bộ cảm biến chỉ thu được năng lượng sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật
thể theo từng bước sóng xác định. Năng lượng sóng điện từ sau khi được thu bởi bộ
cảm biến sẽ được chuyển biến thành các tín hiệu số và truyền về các trạm thu trên
mặt đất. Thông tin về đối tượng có thể nhận biết được thơng qua xử lý trên máy tính
hoặc giải đốn trực tiếp từ ảnh của đối tượng dựa trên kinh nghiệm của các chuyên
gia. Sau khi được xử lý, ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về đối tượng tương ứng
với năng lượng bức xạ ứng với bước sóng do bộ cảm biến đã thu nhận được trong
dải phổ xác định.
1.2.2.3. Các đặc trưng cơ bản của ảnh Landsat
a. Đặc điểm của ảnh LandSat
Vệ tinh LandSat được quản lý bởi công ty Earth Observation Satellite của Mỹ,
đây là vệ tinh đầu tiên được thiết kế đặc biệt để quan sát bề mặt trái đất có tên ERTS1 và sau được đổi thành LandSat. Hệ thống vệ tinh LandSat 1 cho tới 3 là hệ thống
vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn chung quanh trái đất. Có góc mặt phẳng quỹ
đạo so với mặt phẳng xích đạo là 90 0 và ở độ cao 919 km, chu kỳ quỹ đạo là 103’ và
chu kỳ lặp là 18 ngày. Vệ tinh LandSat 4 và 5 là hệ thống vệ tinh quỹ đạo gần cực,
có góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 98,2 0. Vệ tinh Landsat được
thiết kế có bề rộng tuyến chụp là 185 km và có thời điểm bay qua xích đạo là 9:39
sáng đối với ảnh Landsat 1, 2, 3 và 10:30 sáng đối với Landsat 4, 5.
Vào năm 1993, vệ tinh Landsat 6 đã được phóng lên quỹ đạo với bộ cảm
ETM, sau đó là vệ tinh Landsat 7 được phóng vào năm 1999. Bộ cảm ETM+ có

những tính năng vượt trội như độ chính xác của việc hiệu chỉnh bức xạ dữ liệu
Landsat 7 đã được cải tiến đáng kể (độ chính xác hiệu chỉnh bức xạ dữ liệu đạt

16


khoảng ±5%). Cùng với một thiết bị hiệu chỉnh chuyên biệt thiết kế dành riêng cho
các kênh nhiệt (kênh 6L, 6H) được tích hợp trên bộ cảm biến ETM+, giá trị nhiệt bề
mặt đất LST (Land Surface Temperature) thu nhận được ngày càng có độ tin cậy cao.
Ảnh vệ tinh Landsat được thu từ ba bộ cảm biến là MSS, TM và ETM+, được sử
dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau.
b. Đặc điểm tổng quát của các vệ tinh LandSat
Bảng 1.1. Đặc điểm tổng quát của các vệ tinh LandSat
Vệ tinh

Độ cao Độ nghiêng

Chu

kỳ

Chu kỳ lặp

Hệ thống

qui ước

quỹ đạo

quỹ đạo (phút)


( Ngày)

tạo ảnh

LandSat 1

918

900

103

18

MSS-RBV

LandSat 2

918

900

103

18

MSS-RBV

LandSat 3


918

900

103

18

MSS-RBV

LandSat 4

705

98.20

98.9

16

MSS-TM

LandSat 5

705

98.20

98.9


16

MSS-TM

LandSat 7

705

98.20

98.8

16

ETM

c. Ứng dụng của ảnh Landsat
Bảng 1.2. Thống kê khả năng ứng dụng tương ứng cho từng kênh ảnh
Kênh
1
2
3
4

Ứng dụng
Lập bản đồ ven bờ biến, nghiên cứu các hệ sinh thái nước, theo dõi chất
lắng đọng trong nước, thành lập bản đồ dải ngần san hô và độ sâu mực
nước.
Đánh giá tình trạng thực vật, thành lập bản đồ thực phủ.

Phân biệt các loại cây trồng, vùng có và khơng có thực vật, dùng để theo
dõi tình trạng thực vật.
Giám sát sinh khối thực vật, độ ẩm đất, dùng để phân biệt giữa nước với
đất cạn.

5

Theo dõi áp lực hơi nước ở thực vật, Đo lường độ ẩm đất và thực vật, phân
biệt giữa tuyết và mây.

6

Thành lập bản đồ nhiệt độ bề mặt, phân biệt độ ẩm đất và sự dày đặc của
cây và phân biệt giữa mây với bề mặt đất.

7

Nhận biết khu vực có nhiệt độ bề mặt cao, và có thể dùng để theo
dõi độ ẩm của thảm thực vật.

8

Nghiên cứu sự thay đổi của đô thị.

1.2.3. Các phần mềm sử dụng trong nghiên cứu
1.2.3.1. Phần mềm xử lý và giải đoán ảnh viễn thám ENVI (Environment
for Visualizing Images - Version 4.5)
Phần mềm ENVI là một phần mềm xử lý giải đoán ảnh viễn thám rất mạnh, với

17



các đặc điểm chính như sau:
- Hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau.
- Môi trường giao diện thân thiện.
- Cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh. Khi một file
ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thể được thao tác với tất cả các chức
năng hiện có của hệ thống. Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể dễ dàng lựa chọn
các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau.
- ENVI có các cơng cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chức năng
chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao.
- Phần mềm ENVI được viết trên ngôn ngữ IDL. Đây là ngôn ngữ lập trình cấu
trúc, cung cấp khả năng tích hợp giữa xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ
họa dễ sử dụng.
ENVI có nhiều phiên bản như 3.2, 3.5, 3.6, 4.0, 4.2, 4.3, 4.5, 4.7. Mỗi phiên bản
được cải tiến và nâng cấp cho một hoặc một số modul.
Dễ dàng mở rộng và tùy biến các ứng dụng. Sản phẩm ảnh sau khi xử lý có
thể xuất ra nhiều phần mềm biên tập bản đồ khác nhau như MapInfor, Autocad,
Microstation, Acrview…

Mở ảnh
Thông tin về ảnh
Tạo ảnh kiểm tra, xem cấu trúc dữ liệu
Lưu ảnh ở nhiều định dạng
Làm việc với ngôn ngữ IDL
Kiểm tra, xác lập thư mục chứa dữ liệu ENVI

Chọn lựa các thay đổi và thoát khỏi chương trình
Hình 1.4. Giao diện Module FILE của ENVI 4.5
1.2.3.2. Phần mềm MapInfo

MapInfo là phần mềm chuyên dùng xử lý, trình bày, biên tập bản đồ thành quả trên
cơ sở số liệu ngoại nhập và bản đồ nền đã được số hóa. Phần mềm này được sử dụng
khá phổ biến trên máy tính cá nhân. Nó quản lý các thuộc tính khơng gian và phi
khơng gian của bản đồ nên cịn có tên là phần mềm thuộc hệ thống thông tin địa lý.

18


Đặc điểm khác biệt của các thông tin trong GIS với các phần mềm đồ hoạ khác là sự
gắn kết rất chặt chẽ giữa đối tượng thuộc tính với đối tượng bản đồ, chúng khơng thể
tách rời ra được (ví dụ nếu xố 1 dịng trong table, lập tức trên bản đồ mất ln đối
tượng đó). Trong cấu trúc dữ liệu MapInfo chia làm hai phần là CSDL thuộc tính (phi
không gian) và CSDL bản đồ, các bản ghi trong các CSDL này được quản lý độc lập
với nhau nhưng lại liên kết với nhau rất chặt chẽ thông qua chỉ số ID (yếu tố để nhận
dạng ra các đối tượng) được lưu giữ và quản lý chung cho các loại bản ghi nói trên.

Hình 1.5. Giao diện làm việc của MapInfo 11.0
1.2.4. Khả năng ứng dụng của phương pháp viễn thám và HTTTĐL trong
nghiên cứu biến động sử dụng đất
Ảnh viễn thám sau khi phân loại sẽ thể hiện sự phân bố của các đối tượng theo
không gian và thời gian. Do đó, kết quả xử lý một ảnh viễn thám sẽ chỉ ra hiện trạng
sử dụng đất tại thời điểm chụp ảnh và với ảnh đa thời gian cho phép thành lập các lớp
chuyên đề sử dụng đất trên vùng đất cụ thể nhưng ở các thời điểm khác nhau. Bằng
chức năng chồng xếp và phân tích, GIS cho phép tích hợp từ các kết quả phân loại
của nhiều thời điểm chụp để thành lập nhanh và chính xác bản đồ biến động sử dụng
đất của khu vực. Với chức năng tự động cung cấp thông tin về sự thay đổi giữa các
loại hình sử dụng đất theo tưng thời điểm yêu cầu hoặc theo đơn vị hành chính,
HTTTĐL cho phép người sử dụng giám sát q trình biến động sử dụng đất theo bất
kỳ loại hình nào và ở bất kỳ khoảng thời gian nào.
Giải pháp truyền thống là so sánh bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã thành lập tại

hai thời điểm yêu cầu, những khu vực thay đổi sẽ được thể hiện trên tờ bản đồ thứ ba
gọi là bản đồ biến động đất cho ta thấy những thay đổi của các loại hình sử dụng đất.
Tuy nhiên, ở khu vực mà loại hình sử dụng đất thay đổi nhanh thì giải pháp này
khơng đáp ứng được yêu cầu. Độ chính xác và tính hiện thời của bản đồ bị giảm vì
phải mất nhiều thời gian để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng phương
pháp tổng hợp. Ngoài ra, bản đồ biến động đất loại này thường chứa nhiều sai sót vì

19


hai bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã thành lập tại hai thời điểm không cùng thống
nhất về chi tiết nội dung và độ chính xác yêu cầu.
Nếu sử dụng cơng nghệ tích hợp viễn thám và HTTTĐL thì sẽ đảm bảo được tính
hiện thời của thơng tin, dễ dàng kiểm tra mức độ chi tiết và tính thống nhất của dữ
liệu, cũng như không bị ảnh hưởng do tỷ lệ và phép chiếu của bản đồ gây ra.
Việc tích hợp tư liệu viễn thám và HTTTĐL cũng rất có hiệu quả trong việc thành
lập bản đơ biến động lớp phủ thực vật, bản đồ biến động môi trường vv.. .
1.3. Các phương pháp phân tích biến động sử dụng đất
Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động rất quan trọng. trước tiên,
chúng ta phải xác định được phương pháp phân loại ảnh mà ta sử dụng. Sau đó cần xác
định rõ yêu cầu nghiên cứu có cần biết chính xác thơng tin về nguồn gốc của sự biến
động hay khơng. Từ đó có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Tuy nhiên, tất cả các
nghiên cứu đều cho thấy rằng, các kết quả về biến động đều phải được thực hiện trên
bản đồ biến động và bảng tổng hợp. Các phương pháp nghiên cứu biến động khác
nhau sẽ cho những bản đồ biến động khác nhau. Dưới đây là một số phương pháp
được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu biến động và thành lập bản đồ biến động.
a. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp so sánh sau phân loại.
b. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa
thời gian.
c. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp số học.

d. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp sử dụng mạng nhị phân.
e. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp chồng xếp ảnh phân loại
lên bản đồ đã có.
f. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp cộng màu trên một kênh
ảnh.
h. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp kết hợp.
i. Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng phương pháp viễn thám kết hợp GIS.
Trong đề tài này, chúng tôi đã chọn phương pháp viễn thám kết hợp với GIS nhằm
khai thác thế mạnh về khả năng cập nhật, tính bao quát trên một khu vực rộng lớn của
ảnh viễn thám và khả năng mạnh về phân tích của các phần mềm GIS trong đánh giá
biếnđộng.

20


CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS THÀNH LẬP
BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT HUYỆN ĐỨC THỌ - TỈNH HÀ TĨNH
2.1. Khái quát chung khu vực nghiên cứu
2.1.1. Vị trí địa lý
Đức Thọ là huyện đồng bằng và bán sơn địa nằm về phía Bắc tỉnh Hà Tĩnh, cách
tỉnh lỵ (thành phố Hà Tĩnh) 45km; cách TP.Vinh, tỉnh Nghệ An 30km.
- Vị trí địa lý: Từ 18 023'42" đến 18 034'40" vĩ độ Bắc;
Từ 105 0 32' 00’’đến 105 040'58" kinh độ Đông.
- Ranh giới hành chính:
 Phía Bắc giáp huyện Nam Đàn và huyện Hưng Nguyên tỉnh Nghệ An;
 Phía Nam giáp huyện Hương Khê;
 Phía Đơng giáp huyện Can Lộc và thị xã Hồng Lĩnh;
 Phía Tây giáp huyện Hương Sơn và huyện Vũ Quang.
Nhìn chung, huyện Đức Thọ có vị trí khá quan trọng đối với vùng kinh tế phía bắc
của tỉnh, với những lợi thế cơ bản là nằm trên trục đường Quốc lộ 8A nối QL 1A với

cửa khẩu Quốc tế Cầu Treo và có đường sắt Bắc Nam chạy qua.
2.1.2. Điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên huyện Đức Thọ
2.1.2.1. Địa hình, địa mạo
Địa hình của huyện Đức Thọ nằm trên một dãi đất hẹp với chiều dài theo đường
Quốc lộ 8A là 16 km, chiều rộng theo trục đường TL 5 đi qua đường 8B đến Đức Châu
dài 25 km, với đầy đủ các dạng địa hình, có đồi núi, gị đồi, ven trà sơn, thung lũng,
đồng bằng, sơng, với khơng gian hẹp, trong đó núi đồi chiếm 10,5% diện tích đất tự
nhiên. Địa hình thấp dần từ Tây sang Đông và bị chia cắt mạnh, qua khảo sát địa hình
của huyện được chia thành 4 nhóm (có 2 nhóm chính là dạng địa hình đồng bằng và
dạng địa hình đồi núi).
Nhóm 1: Vùng địa hình tương đối bằng phẳng, nằm dọc theo Quốc lộ 8A và vùng
ngồi đê phía Bắc của huyện và có độ dốc từ 0 - 80 ít bị chia cắt. Địa hình ở đây có q
trình tích tụ vật chất chiếm ưu thế hơn q trình bào mịn rửa trơi; do đó thường được
tạo thành đất phù sa. Các xã nằm trong khu vực này gồm có: Đức Yên, Trung Lễ, Đức
Nhân, Đức Thuỷ, Thái Yên, Đức Thanh, Đức Quang, Đức Vĩnh, Yên Hồ, Bùi Xá, Đức
Tùng, Đức Châu, Đức La, Đức Vĩnh..... .
Nhóm 2: Vùng địa hình đồi có độ dốc từ 80 - 150 , nằm về phía Tây của huyện, địa
hình ở đây chủ yếu là đất Feralít, được khai thác để trồng cây ăn quả và cây hoa màu.
Các xã nằm trong khu vực này gồm có: Tùng Ảnh, Trường Sơn.
Nhóm 3: Vùng địa hình với những dãy đồi có độ dốc từ 18 0 - 25 0, nằm ở phía Tây
Bắc của huyện, địa hình ở đây có loại đất Feralít là chính và được sử dụng trồng cây

21


cơng nghiệp lâu năm, phát triển mơ hình nơng lâm kết hợp. Các xã nằm trong khu vực
này gồm có: Đức Hồ, Đức Lạc.
Nhóm 4: Vùng địa hình với những dãy đồi cao và núi thấp có độ dốc trên 25 0,
nằm ở phía Đơng Nam của huyện. Đây là vùng địa hình bị chia cắt nhiều, với q trình
xói mịn rửa trơi bề mặt mà đặc biệt ở nhưng nơi bị mất lớp thực vật che phủ. Các xã

nằm trong khu vực này gồm có: Đức Đồng, Đức Long, Tân Hương, Đức An, Đức
Lạng.
2.1.2.2. Khí hậu
Đức Thọ nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, hàng năm chịu ảnh hưởng của khí
hậu chuyển tiếp giữa miền Bắc và miền Nam, đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình của
miền Nam và có một mùa đơng giá lạnh của miền bắc. Do vậy Đức Thọ có hai miền
khí hậu rõ rệt: mùa lạnh và mùa nóng.
a) Nhiệt độ
- Nhiệt độ trong khu vực ở mức trung bình cao, hàng năm khoảng 23,9 0C.
- Nhiệt độ trung bình thấp nhất vào tháng 1 khoảng 17,5 0 C.
- Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất vào tháng 7 khoảng 29,4 0C.
- Nhiệt độ tối thấp trong tháng 1 là 6,8 0C.
- Nhiệt độ tối cao trong tháng 7 là 39,4 0C.
Mùa nóng kéo dài từ tháng 4 đến tháng 8 nhiệt độ trung bình khoảng 33,8 0C, đặc
biệt trong những tháng từ tháng 6 đến tháng 7 nhiệt độ có khi lên đến trên 39 0C. Mùa
nóng cũng là mùa thường có gió Tây Nam (gió Lào) gây nóng và khơ hạn. Mùa nóng
vào những dịp cuối từ tháng 8 đến tháng 10 thường có bão lụt, khi có bão lụt thì những
xã vùng ngoài đê chịu ảnh hưởng nặng hơn những xã khác.
Mùa lạnh kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, thời gian này thướng có gió
màu Đơng Bắc gây lạnh và kéo theo mưa phùn, nhiệt độ trung bình khoảng 18 0C thậm
chí có lúc nhiệt độ xuống thấp dưới 7 0C.
b) Lượng mưa
Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.100 mm (riêng các tháng từ tháng 8
đến tháng 10 lượng mưa khoảng 1.400 mm chiếm 67% lượng mưa trung bình trong
năm). Số ngày có mưa trung bình trong năm ở Đức Thọ tương đối dài, từ 150 đến 160
ngày, có khi lên đến 180 - 190 ngày/ năm.
Lượng mưa trong năm phân bố không đều trong năm, tập trung chủ yếu vào các
tháng mùa hè và thường kết thúc muộn. Tổng lượng mưa 5 tháng mùa đơng chỉ chiếm
26% lượng mưa cả năm, vì vậy vào thời kỳ này thường xảy ra khô hạn, ảnh hưởng đến
sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 9 và

tháng 10, tháng có lượng mưa ít nhất vào tháng 2 và tháng 3.

22


c) Độ ẩm khơng khí
Độ ẩm khơng khí hàng năm ở Đức Thọ tương đối cao, trong những tháng khô hạn
của mùa hè độ ẩm hàng tháng vẫn thường trên 70%.
Thời kỳ độ ẩm khơng khí thấp nhất là tháng 6 và tháng 7, ứng với thời kỳ này là
gió Tây khơ nóng ở mức cao.
2.1.2.3. Thủy văn
Chế độ thuỷ văn của huyện ảnh hưởng chủ yếu bởi hệ thống sơng ngịi trong
huyện. Những con sơng lớn chảy qua như sông Ngàn Sâu (dài 25km chảy từ Hương
Khê đổ về qua 10 xã của huyện), sông Ngàn Phố (chảy từ Hương Sơn về Đức Thọ qua
địa phận xã Trường Sơn), hai con sông này hợp lưu tại ngã ba Linh Cảm tạo thành sông
La (con sông lớn nhất của Hà Tĩnh) chảy qua địa phận 9 xã của huyện với chiều dài
12km, sông La gặp sông Cả chảy từ tỉnh Nghệ An tại ngã Ba Phủ tạo thành sông Lam
tiếp tục chảy qua 5 xã của huyện rồi đổ ra cửa Hội, ngồi ra cịn có một số sơng suối
nhỏ khác như sơng Đị Trai, sơng Mênh... . Diện tích lưu vực của các sông này khoảng
3.210 km2, lưu lượng nước bình quân đạt 195 m3 /s. Mùa lũ trên lưu vực sông La bắt
đầu từ tháng 9 và kết thúc tháng 11, chủ yếu ảnh hưởng các xã vùng ngoài đê.
2.1.2.4. Tài nguyên đất
Tài nguyên đất của huyện Đức Thọ có 6 nhóm đất:
- Nhóm 1: Nhóm đất cát ( Cb )
Nhóm này được hình thành chủ yếu ở ven sông mang ảnh hưởng của mẫu chất và
đá mẹ, có diện tích 98,20 ha chiếm 0,48% diện tích tự nhiên của huyện. Nhóm đất này
được phân bố chủ yếu ở các xã: Đức Vịnh, Đức Quang và một phần nhỏ ở xã Bùi Xá.
- Nhóm 2: Nhóm đất phù sa ( P )
Nhóm đất phù sa có diện tích 11.674,26 ha chiếm 57,57% diện tích tự nhiên,
nhóm này được phân bố chủ yếu ở ven sông La và sông Ngàn Sâu. Do địa hình chia cắt

nên các con sơng này ngắn và dốc, nên mức độ bồi đắp phù sa khác nhau, ít có những
bãi phù sa lớn. Đặc tính của chất đất phù sa là do được hình thành lắng đọng các trầm
tích của sơng, phù sa chủ yếu lắng đọng vùng ngoài đê, đất phù sa thể hiện rõ đặc tính
xếp lớp do sự bồi đắp hàng năm bởi các hạt và chất hữu cơ nhưng cũng có mức độ khác
nhau.
- Nhóm 3: Nhóm đất bạc màu
Có diện tích 326,20 ha chiếm 1,61% diện tích tự nhiên, phân bố rải rác ở địa hình
ven chân đồi, nơi có địa hình lượn sóng nhẹ, thốt nước nhanh, tập trung chủ yếu ở các
xã: Đức An, Đức Dũng và Đức Lập.
- Nhóm 4: Nhóm đất đỏ vàng
Có diện tích 2.323,96 ha được phân bố ở các xã: Tân Hương, Trường Sơn, Đức
Long, Đức Lập, Đức Lạng, Đức Lạc, Đức Dũng, Đức Đồng và Đức An.

23


- Đất đỏ vàng trên đá sét có diện tích 1.646,28 ha chiếm 8,12% diện tích tự nhiên
tồn huyện và được phân bố ở các xã: Tân Hương, Đức Lạng, Đức Dũng, Đức Đồng và
Đức An.
- Đất vàng nhạt trên đá cát ( Fq): Có diện tích 677,58 ha chiếm 3,34% diện tích tự
nhiên tồn huyện và được phân bố ở các xã: Tân Hương,Trường Sơn, Đức Long, Đức
Lập, Đức Lạng, Đức Lạc, Đức Dũng, Đức Đồng và Đức An. Tỷ lệ phân
- Nhóm 5: Nhóm đất thung lũng dốc tụ
Nhóm này do các dốc tụ hình thành, có diện tích 983,31 ha chiếm 1,89% diện tích
tự nhiên tồn huyện, được phân bố ở các xã: Tân Hương, Trường Sơn, Tùng Ảnh, Đức
An, Đức Dũng và Đức Lập.
- Nhóm 6: Nhóm đất xói mịn trơ sỏi đá
Nhóm đất này có diện tích 1.854,43 ha chiếm 9,14% diện tích tự nhiên toàn
huyện, phân bố ở các xã: Tân Hương, Trường Sơn, Đức Long, Đức Lập, Đức Lạng,
Đức Lạc, Đức Hoà, Đức Dũng, Đức Đồng, Đức An và Tùng Ảnh.

Bảng 2.1. Các nhóm đất của huyện Đức Thọ
Thứ tự

Nhóm đất

Ký hiệu

Diện tích (ha)

1

Nhóm đất cát

CB

98,20

2

Nhóm đất phù sa

P

11.674,26

3

Nhóm đất bạc màu

BM


326,20

4

Nhóm đất đỏ vàng

FV

2.323,96

5

Nhóm đất thung lũng dốc tụ

TT

983,31

6

Nhóm đất xói mịn trơ sỏi đá

MD

1.854,43

Tổng diện tích

17063,96


(Nguồn: Phịng Tài ngun và mơi trường huyện Đức Thọ)
2.1.2.5. Tài nguyên nước
a) Nguồn nước mặt: Các vùng trong huyện có nguồn nước mặt dồi dào do có
nhiều hệ thống sơng ngịi và hồ đập chứa nước với dung tích 5,8 triệu m3, đất đai trong
huyện chủ yếu là đồng bằng và có hệ thống thuỷ lợi được đầu tư khá hoàn chỉnh cho
nên đảm bảo tưới tiêu chủ động.
b) Nguồn nước ngầm: Nguồn nước ngầm tương đối phong phú vì địa chất ở
đây chủ yếu là phần đất sét nên có khẳ năng chứa và giữ nước tốt. Đây là nguồn nước
chủ yếu phục vụ sinh hoạt cho nhân dân, tuy nhiên hiện nay có một số nơi nguồn nước
bị ô nhiễm như Đức Đồng, Đức Lạng, Yên Hồ, Đức Thịnh....
2.1.2.6. Tài nguyên rừng
Diện tích rừng trồng theo số liệu kiểm kê đất đai năm 2010 có 2942,95 ha, chiếm
14,54% diện tích tự nhiên tồn huyện, trong đó đất rừng sản xuất là 2822,42 ha, đất
rừng phòng hộ là 120,53 ha, chủ yếu là rừng thông và rừng nguyên liệu.

24


2.1.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Đức Thọ
2.1.3.1. Kinh tế
a) Tăng trưởng kinh tế, cơ cấu kinh tế
Trong những năm qua (2005 - 2010) kinh tế của huyện đã có những bước phát
triển vững chắc và ổn định.
- Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân giai đoạn 2005 - 2010 đạt 13%.
- Thu nhập bình quân đầu người năm 2010 đạt 16.000.000đ.
- Tổng sản lượng lương thực quy thóc năm 2010 đạt 63.600 tấn (trong đó sản
lượng lúa đạt 57.136 tấn, chiếm 92,10%).
- Bình quân lương thực đầu người năm 2010 đạt 611kg/người.
- Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên 0,3%.

- Tỷ lệ số hộ nghèo giảm từ 35% xuống còn 6,55%.
(Nguồn số liệu: Niên giám thống kê huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh)
Đơn vị : Triệu đồng
1200
971.3

1000
800

Nông- Lâm- T. sản
647.1

C.nghiệp - TT.CN

600
400
200

359.2

73.6
34.8

85

D.vụ - T.mại

409.9

385.1


53.2

86.774.2

210.5

167.8
102.7

107.5

2009

2010

0
2006

2007

2008

Biểu đồ 2.1. Giá trị sản xuất các ngành kinh tế huyện Đức Thọ - tỉnh Hà Tĩnh
giai đoạn 2006 - 2010
(Nguồn: Niên giám thống kê huyện Đức Thọ)
b) Ngành Nông - Lâm nghiệp - Thuỷ sản
- Tổng đàn lợn năm 2010 khoảng từ 35.000 con (trong đó: Tổng đàn lợn khơng
tính lợn sữa 25.581 con), bình qn mỗi hộ gia đình nơng nghiệp ni 1,3 con. Tổng
trọng lượng thịt lợn hơi xuất chuồng năm 2010 đạt 2.100 tấn.

Đàn gia cầm chủ yếu là Gà, Vịt... có tốc độ tăng nhanh, năm 2005 có 300.000 con
và đến năm 2010 có tổng đàn 610.000 con.
- Ngành lâm nghiệp của huyện đang từng bước được chú trọng nhằm tận dụng lợi
thế về đất đai và tăng cường phát triển rừng để bảo vệ môi trường. Trong những năm từ
2005 đến năm 2010 diện tích tập trung trồng rừng của huyện đạt 1.500 ha, sản lượng gỗ
khai thác 395 m3 và sản lượng nhựa thông khai thác đạt 80 - 100 tấn.

25