LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, em chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm
Nghiệp Hà Nội, các quý thầy cơ trong và ngồi ngành Khoa học mơi trƣờng đã
tận tình chỉ dạy, truyền đạt kiến thức quý báu cho em trong suốt bốn năm học.
Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Hải Hịa, giảng viên
Bộ mơn Kỹ thuật Môi trƣờng - Khoa Quản lý tài nguyên Rừng và Môi trƣờng,
Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Hà Nội, ngƣời đã hƣớng dẫn, góp ý để em có thể
hồn thành bài Khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Quản lý Rừng Phòng Hộ huyện Tĩnh Gia,
tỉnh Thanh hóa đã hỗ trợ, giúp đỡ để em hồn thành bài Khóa luận.
Tơi xin cảm ơn sự giúp đỡ của tập thể lớp K60 – QTNV trong những
ngày tháng ngồi dƣới giảng đƣờng đại học.
Tuy đã có nhiều cố gắng nhƣng do thời gian và trình độ chun mơn cịn
hạn chế nên chắc chắn bài Khóa luận này cịn nhiều thiếu sót và hạn chế nhất
định. Kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của thầy cơ và các bạn
Hà Nội, ngày10 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trung Đức

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT............................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
Chƣơng I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 3
1.1. Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) ................................................ 3

1.1.1. Khái quát chung về hệ thống thông tin địa lý ............................................. 3
1.2. Khái quát chung về viễn thám ........................................................................ 7
1.2.1. Khái niệm viễn thám ................................................................................... 7
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của viễn thám............................................................ 8
1.3. Ứng dụng GIS và viễn thám trong các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt
Nam ..................................................................................................................... 11
1.4. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu........................................................... 13
Chƣơng II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 15
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 15
2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 15
2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 15
2.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 15
2.2.1. Phạm vi về không gian: Nghiên cứu trong phạm vi huyện Tĩnh Gia Thanh Hóa. .......................................................................................................... 15
2.2.2. Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu trong giai đoạn từ năm 2010 - 2016... 15
2.2.3. Phạm vi về nội dung: Khảo sát, xác định sự thay đổi diện tích rừng, và các
chỉ số đánh giá trƣớc và sau cháy rừng theo không gian và thời gian tại khu vực
nghiên cứu. .......................................................................................................... 15
2.2.4. Phạm vi về phƣơng pháp:.......................................................................... 15
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 15
2.3.1. Nghiên cứu hiện trạng rừng và hoạt động phòng chữa cháy rừng tại huyện
Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa ................................................................................... 15

ii


2.3.2 Nghiên cứu lựa chọn chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm cháy rừng
khu vực nghiên cứu ............................................................................................. 16
2.3.4 Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả cơng tác phịng chữa cháy
rừng tại khu vực nghiên cứu................................................................................ 16
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 16

2.4.1. Kế thừa số liệu thứ cấp .............................................................................. 16
2.4.2. Phƣơng pháp thu thập ngoại nghiệp và xử lý số liệu ................................ 17
2.4.3. Nguyên nhân gây nên tình trạng cháy rừng và cơng tác quản lý môi trƣờng
tại khu vực nghiên cứu ........................................................................................ 23
2.4.4. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lí chất lƣợng mơi trƣờng khơng
khí tại khu vực nghiên cứu .................................................................................. 23
Chƣơng III ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN
CỨU .................................................................................................................... 25
3.1. Điều kiện tự nhiên và xã hội của huyện Tĩnh Gia ....................................... 25
3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 25
3.1.2. Khí hậu ...................................................................................................... 26
3.1.3. Địa hình ..................................................................................................... 27
3.1.4. Thủy văn .................................................................................................... 28
3.1.5.Tài nguyên đất ............................................................................................ 28
3.1.6. Nhiệt độ ..................................................................................................... 29
3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ............................................................................. 29
3.2.1. Đặc điểm phát triển kinh tế ....................................................................... 29
3.2.2. Đặc điểm phát triển xã hội ........................................................................ 31
Chƣơng IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 32
4.1. Hiện trạng rừng và hoạt động phòng chữa cháy rừng tại khu vực huyện Tĩnh
Gia, tỉnh Thanh Hóa ............................................................................................ 32
4.1.1. Hiện trạng rừng tại huyện Tĩnh Gia .......................................................... 32
4.1.2 Hoạt động của ban quản lý rừng trong cơng tác phịng và chữa cháy rừng
tại địa bàn ............................................................................................................ 33
4.1.3 Xây dựng bản đồ và đánh giá độ chính xác hiện trạng rừng huyện Tĩnh Gia
............................................................................................................................. 34
4.2 Lựa chọn và xác định ngƣỡng các chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm
cháy rừng tại khu vực nghiên cứu ....................................................................... 41
4.2.1 Lựa chọn các chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm cháy rừng .......... 41
iii



4.2.2 Xác định ngƣỡng các chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm cháy rừng
tại khu vực nghiên cứu ........................................................................................ 41
4.2.3. Đánh giá độ chính xác biến động diện tích cháy rừng từ ảnh đánh giá với
số liệc thực địa ..................................................................................................... 42
4.3. Xây dựng bản đồ ngƣỡng cháy với các chỉ số viễn thám cho phép phát hiện
sớm cháy rừng tại khu vực nghiên cứu ............................................................... 44
4.4. Giải pháp phòng chống cháy rừng tại khu vực nghiên cứu ......................... 46
4.4.1. Giải pháp về kỹ thuật ................................................................................ 46
4.4.2. Giải pháp về thể chế và chính sách ........................................................... 47
4.4.3. Giải pháp về kinh tế - xã hội ..................................................................... 48
Phần V KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ............................................. 50
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 50
5.3. Kiến nghị ...................................................................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

iv


DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT

GIS

Hệ Thống Thông Tin Địa Lý (Geographic Information System)

PCCCR

Phòng Chống Chữa Cháy Rừng


RS

Viễn Thám(Remote Sensing)

UBND

Ủy Ban Nhân Dân

VLC

Vật Liệu Cháy

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thông số Landsat 5 TM và Landsat 8. ............................................... 10
Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Landsat và GIS sử dụng trong nghiên cứu. .................... 17
Bảng 3.1. Nhiệt độ qua các tháng tại huyện Tĩnh Gia. ....................................... 29
Bảng 4.1. Diện tích rừng và đất lâm nghiệp huyện Tĩnh Gia. ............................ 32
Bảng 4.2. Thống kê diện tích các loại hình sử dụng đất tại huyện Tĩnh Gia ...... 36
Bảng 4.3 Đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng rừng huyện Tĩnh Gia tháng 2
năm 2010. ............................................................................................ 38
Bảng 4.4. Đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng rừnghuyện Tĩnh Gia tháng
10 năm 2010. ...................................................................................... 38
Bảng 4.5. Đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng rừnghuyện Tĩnh Gia tháng 1
năm 2015. ............................................................................................ 39
Bảng 4.6. Đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng rừnghuyện Tĩnh Gia tháng 7
năm 2015. ............................................................................................ 39

Bảng 4.7. Đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng rừnghuyện Tĩnh Gia tháng 6
năm 2016. ............................................................................................ 39
Bảng 4.8. Đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng rừnghuyện Tĩnh Gia tháng
12 năm 2016. ....................................................................................... 39
Bảng 4.9: Giá trị thống kê biến động các chỉ số tại các vị trí cháy rừng tại Tĩnh
Gia giai đoạn 2010 - 2016. .................................................................. 41
Bảng 4.10: Kết quả kiểm chứng biến động diện tích do suy thối rừng từ ảnh với
điều tra thực địa................................................................................... 42

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Các thành phần của GIS. ....................................................................... 4
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám. .............................. 8
Hình 3.1. Bản đồ ranh giới huyện Tĩnh Gia- tỉnh Thanh Hóa. .......................... 26
Hình 4.1. Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 (Landsat 5 ETM+/2010). .............. 35
Hình 4.2. Hiện trạng sử dụng đất năm 2015 (Landsat 8 OLI/TILS/2015). ........ 36
Hình 4.3. Hiện trạng sử dụng đất năm 2016 (Landsat 8 OLI/TILS/2016). ........ 36
Hình 4.4. Ngƣỡng chỉ số cho phép phát hiện sớm cháy rừng năm 2010. ........... 45
Hình 4.5. Ngƣỡng chỉ số cho phép phát hiện sớm cháy rừng năm 2015. ........... 45
Hình 4.6. Ngƣỡng chỉ số cho phép phát hiện sớm cháy rừng năm 2016. ........... 46

vii


ĐẶT VẤN ĐỀ
Rừng là một trong những hệ sinh thái có nhiều chức năng sinh học cũng
nhƣ mang lại giá trị kinh tế to lớn. Có sự phân bố rộng khắp trên bề mặt đất và
có sự tổng hợp nhiều loài sinh vật, rừng đƣợc xem là nơi chứa đựng lớn nhất

trên trái đất. Là hệ sinh thái có tính đa dạng sinh học cao nhất khi so sánh với hệ
sinh thái còn lại. Khu vực rừng mƣa nhiệt đới với việc chỉ bao phủ 7% diện tích
về mặt nhƣng lại chiếm tới 50 ÷ 70% tổng số lồi sinh vật toàn thế giới. Rừng
chứa đựng nguồn đa dạng sinh học rất lớn vì vậy giữ một vai trị khơng thể thay
đổi trong việc ổn định tính đa dạng sinh học trên Trái đất.
Việc phát hiện những yếu tố ảnh hƣởng tới rừng đƣợc coi là quá trình
quan trọng trong việc đánh giá tài nguyên đặc biệt trong các lĩnh vực có liên
quan đến vịng tuần hồn cácbon và biến đổi khí hậu. Cháy rừng ln đƣợc coi
là một trong những tác nhân chính ảnh hƣởng đến sự sắp xếp đặc điểm sinh thái
trong rừng, cả về yếu tố hình thái cấu trúc cũng nhƣ thuộc tính của cây rừng, bao
gồm: đặc điểm về tính đa dạng sinh học cũng nhƣ vịng tuần hồn sinh hóa của
các lồi sinh vật. Từ đó cho thấy rằng việc xác định đƣợc khu vực và mức độ tác
động của cháy rừng là vô cùng quan trọng. Điều này giúp chúng ta hiểu hơn về
những thay đổi của mơi trƣờng và khí hậu đang diễn ra trong khu vực. Đồng
thời cũng mang lại nhƣng nguồn dữ liệu hữu ích cho việc xác định các xu hƣớng
về mặt không gian và thời gian trong quản lý tài nguyên rừng.
Huyện Tĩnh Gia là một huyện ven biển thuộc tỉnh Thanh Hóa, nằm ở
miền Trung Việt Nam. Khu vực là nơi tập trung lớn diện tích rừng của tỉnh với
nhiều loài thực vật quý hiếm, nhƣng cũng là khu vực chịu ảnh hƣởng lớn của
cháy rừng. Cùng với việc tần suất xuất hiện nhiều hơn cũng nhƣ những hậu quả
mà nó mang lại ngày càng khốc liệt hơn đã ảnh hƣởng không nhỏ không chỉ với
ban quản lý rừng và còn với cả những ngƣời dân sinh sống tại khu vực này bởi
những ảnh hƣởng của nó mang lại. Theo số liệu báo cáo thì chỉ tính trong năm
2010 có tới 12 vụ cháy diễn ra với diện tích rừng bị cháy khoảng 390,61ha hay
trong năm 2015 là 114ha. Những số liệu về cháy rừng thu thập đƣợc tại đây chủ
1


yếu thông qua việc đi đánh giá trực tiếp tại khu vực cháy. Việc thực hiện đánh
giá theo phƣơng pháp này không chỉ làm mất nhiều công sức, tiền bạc cũng nhƣ

ít có tính liên tục cập nhật mà cịn có hiệu quả chƣa thực sự cao. Từ đó việc làm
thế nào để đánh giá chính xác đƣợc những dữ liệu liên quan đến cháy rừng nhƣ:
diện tích cháy ,vùng cháy.... một cách chính xác và có đƣợc sự cập nhật liên tục
trở nên vô cùng cần thiết và quan trọng trong công tác quản lý rừng. Ngày nay,
việc ứng dụng viễn thám trong quản lý tài nguyên đã trở nên phổ biến và đƣợc
sử dụng rộng khắp trong nhiều lĩnh vực trong đó đặc biệt là quản lý tài nguyên
rừng bởi những ƣu điểm nổi trội của nó. Việc ứng dụng dữ liệu viễn thám trong
phát hiện sớm cháy rừng không chỉ giúp cho việc quản lý cháy rừng đơn giản
hơn mà còn đem lại hiệu quả cao hơn so với phƣơng pháp thông thƣờng. Xuất
phát từ nhu cầu thực tiễn trên, đề tài: “Sử Dụng Ảnh Viễn Thám Xác Định
Ngƣỡng Chỉ Số Cho Phép Phát Hiện Sớm Cháy Rừng Tại Huyện Tĩnh Gia,
Tỉnh Thanh Hóa” đã đƣợc thực hiện.

2


Chƣơng I

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.1.1. Khái quát chung về hệ thống thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System ) đã bắt đầu
đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc phát triểm hơn một thập niên qua, đâu là 1
dạng ứng dụng công nghệ tin học nhằm mơ tả thế giới thực mà lồi đang sống,
tìm hiểu, khai thác. Với những tính năng ƣu việt, kĩ thuật GIS ngày nay đã đƣợc
ứng dụng nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lí, đặc biệt là trong quản lí và quy
hoạch sử dụng, khai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững và hợp lí.
Khái niệm hệ thống thông tin địa lý: Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là
một ngành khoa học đƣợc ứng dụng rộng rãi nên có nhiều định nghĩa khác nhau
về GIS.

Theo Ducke (1979) định nghĩa, GIS là một hệ thống thơng tin, ở đó cơ sở
dữ liệu bao gồm sự quan sát các đặc trƣng phân bố không gian, các hoạt động sự
kiện có thể xác định trong khoảng khơng nhƣ điểm, đƣờng, vùng .
Sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý: Lĩnh vực hệ thống thông tin địa
lý (GIS) bắt đầu vào những năm 1960 khi các máy tính và các khái niệm ban
đầu về địa lý định lƣợng và tính tốn xuất hiện. Cơng việc GIS ban đầu bao gồm
nghiên cứu quan trọng của cộng đồng học thuật. Sau đó, Trung tâm Dữ liệu và
Phân tích Địa lý Quốc gia do Michael Goodchild dẫn đầu đã chính thức nghiên
cứu các chủ đề khoa học về thơng tin địa lý chủ chốt nhƣ phân tích khơng gian
và hình dung. Những nỗ lực này đã thúc đẩy cuộc cách mạng định lƣợng trong
thế giới khoa học địa lý và đặt nền móng cho GIS.
Tác phẩm tiên phong của Roger Tomlinson để khởi xƣớng, lên kế hoạch
và phát triển hệ thống thông tin địa lý Canada đã dẫn tới GIS đầu tiên trên thế
giới vào năm 1963. Chính phủ Canada đã ủy quyền cho Tomlinson tạo ra một
bản kiểm kê có thể quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên của nó. Ơng đã
hình dung việc sử dụng máy vi tính để kết hợp dữ liệu tài nguyên thiên nhiên từ
3


tất cả các tỉnh. Tomlinson đã tạo ra thiết kế cho máy tính tự động để lƣu giữ và
xử lý số lƣợng lớn dữ liệu, cho phép Canada bắt đầu chƣơng trình quản lý sử
dụng đất quốc gia. Ơng cũng đƣa ra tên của GIS.
Khi máy tính trở nên mạnh hơn, Esri đã cải tiến các công cụ phần
mềm. Làm việc về các dự án giải quyết các vấn đề thực tế đã khiến công ty phải
đổi mới và phát triển các công cụ và phƣơng pháp GIS mạnh mẽ có thể đƣợc sử
dụng rộng rãi. Tác phẩm của Esri đã đƣợc công nhận bởi cộng đồng hàn lâm
nhƣ là một cách mới để phân tích khơng gian và lập kế hoạch. Esri đã phát triển
ARC / INFO - sản phẩm GIS thƣơng mại đầu tiên cần phải phân tích số lƣợng
dự án ngày càng tăng. Công nghệ này đƣợc phát hành vào năm 1981 và bắt đầu
sự phát triển của Esri thành một công ty phần mềm.

Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý: Hệ thống thơng
tin địa lí gồm 5 thành phần chính:

Hình 1.1. Các thành phần của GIS.
Thiết bị (Hardware): Bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotters),
máy in (printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét ảnh (scanners), các phƣơng
tiện lƣu trữ số liệu (Floppy diskettes, optical cartridges, C.D ROM v.v...).
Phần mềm: Là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng
của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa
lý có thể là một hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính
Số liêu/Dữ liệu địa lý: bao gồm dữ liệu khơng gian (dữ liệu bản đồ) và dữ
liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian). Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý
4


của đối tƣợng trên bề mặt Trái đất. Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thơng tin liên
quan đến đối tƣợng, các thơng tin này có thể đƣợc định lƣợng hay định tính.
Chính sách và quản lý: Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả
năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát
triển công nghệ GIS. Hệ thống GIS cần đƣợc điều hành bởi một bộ phận quản
lý, bộ phận này phải đƣợc bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một
cách có hiệu quả để phục vụ ngƣời sử dụng thông tin.
Chuyên viên: Đây là một trong những hợp phần quan trọng của cơng nghệ
GIS, địi hỏi những chuyên viên hƣớng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các
chức năng phân tích và xử lý các số liệu. Địi hỏi phải thơng thạo về việc lựa
chọn các cơng cụ GIS để sử dụng, có kiến thức về các số liệu đang đƣợc sử dụng
và thông hiểu các tiến trình đang và sẽ thực hiện.
Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu là các thông tin đƣợc lƣu dƣới dạng số theo
một khn dạng nào đó mà máy tính có thể hiểu và đọc đƣợc. Dữ liệu thơng tin
đƣợc định vị địa lýlà chìa khóa của sự khác nhau giữa GIS và các hệ thông tin

khác.
GIS lƣu thông tin về thế giới nhƣ 1 tập các lớp theo chủ đề đƣợc liên kết
với nhau bởi địa lý. Cách này tuy đơn giản nhƣng rất linh hoạt và rất mạnh đƣợc
chứngminh là vô giá trong việc giải quyết các vấn đề của thế giới thực từ việc
theo vết lƣu chuyển xe cộ, lƣu chi tiết của ứng dụng quy hoạch, đến việc mơ
hình sự tuần hồncủa khí quyển. Cách tiếp cận những lớp (layer) cho phép
chúng ta tổ chức thế giớiphức tạp thành dạng đơn giản hơn, giúp chúng ta dễ
dàng hiểu mối quan hệ giữa cácthành phần tự nhiên.
Các kiểu dữ liệu: Kiểu dữ liệu cơ bản trong GIS phản ảnh dữ liệu truyền
thống xuất hiện trên bản đồ. GIS sử dụng 2 dạng cơ bản của dữ liệu.
Dữ liệu khơng gian: mơ tả vị trí tƣơng đối và tuyệt đối của 1 đặc tính địa lý.
Dữ liệu phi khơng gian (thuộc tính): mơ tả các thơng tin về đặc tính của
các hình ảnh bản đồ.

5


Chúng đƣợc liên kết với các hình ảnh khơng gian thông qua các chỉ số xác
định chung, thông thƣờng gọi là mã địa lý (GeoCode) đƣợc lƣu trữ trong cả hai
bản ghi không gian và phi không gian.
Số liệu thuộc tính phi khơng gian bao gồm các định tính và số liệu hình
ảnh, điểm, đƣờng, vùng hoặc mạng lƣới lƣu trữ trong các cơ sở dữ liệu. Hệ
thống thông tin địa lý có thể xử lý các thơng tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các
bản đồ trên cơ sở các giá trị thuộc tính.
Phần lớn các phần mềm thơng tin địa lý cũng có thể hiển thị các thơng tin
thuộc tính nhƣ là các ghi chú trên bản đồ hoặc là các tham số điều khiển cho
việc lựa chọn hiển thị các ký hiệu bản đồ.
Mối quan hệ giữa dữ liệu phi không gian và không gian: Bản đồ khơng
chỉ thể hiện các lớp các đối tƣợng hình học mà mỗi đối tƣợng này còn đƣợc gắn
với một tập các thuộc tính dữ liệu thống kê khác. Ví dụ: vị trí tọa độ của rừng là

dữ liệu khơng gian, cịn những tính chất nhƣ những lồi động vật, chiều cao… là
những dữ liệu thuộc tính.
Mỗi đối tƣợng hình học có một mã nhận diện dùng để liên kết với một
bản ghi trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Các dữ liệu địa lý đƣợc tổ chức nhờ mơ
hình quan hệ địa lý và Topo.
Lớp các vùng (layer), đƣờng (line), điểm (point) liên kết với các thuộc
tính tƣơng ứng. Những mơ hình liên kết đó thể hiện cách quản lý vị trí, quan hệ
khơng gian của các đặc trƣng điểm, đƣờng và vùng. Đồng thời cho phép quản lý
hiệu quả các đặc tính của các đặc trƣng đó.
Mơ hình dữ liệu không gian: Hệ thống thông tin địa lý sử dụng hai mơ
hình dữ liệu cơ bản để biểu diễn các đặc trƣng khơng gian: mơ hình dữ liệu
Raster và mơ hình dữ liệu Vector. Mơ hình dữ liệu quyết định cách thức mà dữ
liệu cấu trúc, lƣu trữ, xử lý và phân tích trong một hệ thống thơng tin địa lý.
Nhiều hệ thống thông tin địa lý sử dụng cả hai mơ hình dữ liệu trên.
Mơ hình dữ liệu vector sử dụng các điểm tọa độ của chúng để xây dựng
các đặc trƣng không gian nhƣ điểm, đƣờng và vùng. Các đặc trƣng dựa trên mô
6


hình dữ liệu Vector đƣợc coi nhƣ các đối tƣợng riêng biệt trong không gian. Dữ
liệu vector đƣợc hiển thị dƣới dạng những tọa độ định nghĩa điểm, hay những
điểm này đƣợc nối với nhau
Mơ hình dữ liệu raster đƣợc biểu diễn dƣới dạng ma trận hay lƣới mà có
những hàng và cột. Mỗi giao điểm của hàng và cột tạo thành 1 pixel. Mỗi ơ có 1
giá trị ví dụ nhƣ mức độ màu.
Chức năng của hệ thống thông tin địa lý: GIS có 4 chức năng cơ bản:
Thu thập dữ liệu: Sử dụng dữ liệu trong GIS từ nhiều nguồn khác nhau và
GIS cung cấp công cụ để tích hợp dữ liệu thành một định dạng chung để so sánh
và phân tích.
Quản lý dữ liệu: Sau khi sử dụng dữ liệu thu thập và tích hợp, GIS cung

cấp các chức năng lƣu trữ và duy trì dữ liệu.
Phân tích khơng gian: Là chức năng quan trọng nhất của GIS nó cung cấp
các chức năng nhƣ nội suy khơng gian, tạo vùng đệm, chồng lớp.
Hiển thị kết quả: GIS có nhiều cách hiển thị khác nhau. Phƣơng pháp
truyền thống bằng bảng biểu đồ thị đƣợc bổ sung với bản đồ và ảnh ba chiều.
Hiển thị trực quan là một trong những khả năng đáng chú ý nhất của GIS, cho
phép ngƣời sử dụng tƣơng tác hữu hiệu với dữ liệu (Nguyễn Kim Lợi, Lê Cảnh
Định, Trần Thống Nhất, 2009).
1.2. Khái quát chung về viễn thám
1.2.1. Khái niệm viễn thám
Viễn thám là cơng nghệ ứng dụng sóng điện từ để chuyển tải thông tin từ
vật cần nghiên cứu tới thiết bị thu nhận thông tin cũng nhƣ công nghệ xử lý để
các thơng tin thu nhận có ý nghĩa. Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về
RS, nhƣng mọi định nghĩa đều có nét chung, nhấn mạnh "RS là khoa học thu
nhận từ xa các thông tin về các đối tƣợng, hiện tƣợng trên trái đất".
Theo Janes B.Capbell (1996), RS là ứng dụng vào việc lấy thông tin về
mặt đất và mặt nƣớc của trái đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu đƣợc từ một đầu

7


chụp ảnh sử dụng bức xạ phổ điện từ, đơn kênh hoặc đa phổ, bức xạ hoặc phản
xạ từ bề mặt trái đất.
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của viễn thám
Trong viễn thám, nguyên tắc hoạt động của nó liên quan giữa sóng điện
từ từ nguồn phát và vật thể quan tâm.

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám.
Nguồn phát năng lƣợng (A)- yêu cầu đầu tiên cho viễn thám là có nguồn
năng lƣợng phát xạ để cung cấp năng lƣợng ñiện từ tới đối tƣợng quan tâm.

Sóng điện từ và khí quyển (B)- khi năng lƣợng truyền từ nguồn phát đến
đối tƣợng, nó sẽ đi vào và tƣơng tác với khí quyển mà nó đi qua. Sự tƣơng tác
này có thể xảy ra lần thứ 2 khi năng lƣợng truyền từ đối tƣợng tới bộ cảm biến.
Sự tƣơng tác với đối tƣợng (C)- một khi năng lƣợng gặp đối tƣợng sau
khi xuyên qua khí quyển, nó tƣơng tác với đối tƣợng. Phụ thuộc vào đặc tính của
đối tƣợng và sóng điện từ mà năng lƣợng phản xạ hay bức xạ của đối tƣợng có
sự khác nhau.
Việc ghi năng lƣợng của bộ cảm biến (D)- sau khi năng lƣợng bị tán xạ
hoặc phát xạ từ đối tƣợng, một bộ cảm biến ñể thu nhận và ghi lại sóng điện từ.

8


Sự truyền tải, nhận và xử lý (E)- năng lƣợng đƣợc ghi nhận bởi bộ cảm
biến phải đƣợc truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý. Năng lƣợng đƣợc
truyền đi thƣờng ở dạng điện. Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lƣợng này để tạo ra
ảnh dƣới dạng hardcopy hoặc là số.
Sự giải đốn và phân tích (F)- ảnh đƣợc xử lý ở trạm thu nhận sẽ đƣợc
giải đoán trực quan hoặc đƣợc phân loại bằng máy để tách thông tin về đối
tƣợng.
Ứng dụng (G)- đây là thành phần cuối cùng trong qui trình xử lý của cơng
nghệ viễn thám. Thơng tin sau khi đƣợc tách ra từ ảnh có thể đƣợc ứng dụng để
hiểu tốt hơn về đối tƣợng, khám phá một vài thông tin mới hoặc hỗ trợ cho việc
giải quyết một vấn đề cụ thể (Nguyễn Kim Lợi và ctv, 2009).
Cơ sở dữ liệu ảnh Landsat:
Giới thiệu về ảnh Landsat 5 (TM): Bộ cảm bản đồ chuyên đề TM là bộ
quét đa phổ nâng cao. Bộ cảm nghiên cứu tài nguyên trái đất đƣợc thiết kế để
thu nhận ảnh có độ phân giải cao hơn, tách các phổ có độ nét cao hơn, cải thiện
đƣợc độ chính xác hình học và độ chính xác bức xạ khí quyển tốt hơn bộ cảm
MSS. Bộ cảm TM sử dụng trong Landsat 5 tạo ảnh bao gồm 7 kênh ghi đồng

thời sự phản xạ hoặc bức xạ phát ra từ bề mặt trái đất dƣới dạng màu lam (kênh
1), lục (kênh 2), đỏ (kênh 3), cận hồng ngoại (kênh 4), hồng ngoại giữa (kênh 5
và 7), hồng ngoại nhiệt (kênh 6). Với có độ rộng dải quét là 170 x 185 km, mỗi
pixel mặt đất có kích cỡ là 30 m x30m cho kênh 1 đến kênh 5 và kênh 7,với
kênh 6 là kênh hồng ngoại nhiệt có độ phân giải 120 mx120 m. Bộ cảm TM tuy
không thể phân tách riêng biệt đối tƣợng rõ ràng nhƣ đối tƣợng nhƣng lại có thể
ghi lại sự thay đổi của các đối tƣợng tại khu vực đó.
Giới thiệu về ảnh Landsat 8: Vệ tinh thứ 8 - Landsat 8 đã đƣợc Mỹ
phóng thành cơng lên quỹ đạo vào ngày 11/02/2013 với tên gọi gốc Landsat
Data Continuity Mission (LDCM). Đây là dự án hợp tác giữa NASA và cơ quan
Đo đạc Địa chất Mỹ. Landsat sẽ tiếp tục cung cấp các ảnh có độ phân giải trung
bình (từ 15 - 100 mét). Landsat 8 (LDCM) mang theo 2 bộ cảm: bộ thu nhận ảnh
9


mặt đất (OLI - Operational Land Imager) và bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt
(TIRS - Thermal Infrared Sensor). Những bộ cảm này đƣợc thiết kế để cải thiện
hiệu suất và độ tin cậy cao hơn so với các bộ cảm Landsat thế hệ trƣớc. Landsat
8 thu nhận ảnh với tổng số 11 kênh phổ, bao gồm 9 kênh sóng ngắn và 2 kênh
nhiệt sóng dài. Hai bộ cảm này sẽ cung cấp chi tiết bề mặt Trái Đất theo mùa ở
độ phân giải không gian 30 mét (ở các kênh nhìn thấy, cận hồng ngoại, và hồng
ngoại sóng ngắn); 100 mét ở kênh nhiệt và 15 mét đối với kênh toàn sắc. Dải
quét của LDCM giới hạn trong khoảng 185 km x 180 km. Độ cao vệ tinh đạt
705 km so với bề mặt trái đất. Bộ cảm OLI cung cấp hai kênh phổ mới, Kênh 1
dùng để quan trắc biến động chất lƣợng nƣớc vùng ven bờ và Kênh 9 dùng để
phát hiện các mật độ dày, mỏng của đám mây ti (có ý nghĩa đối với khí tƣợng
học), trong khi đó bộ cảm TIRS sẽ thu thập dữ liệu ở hai kênh hồng ngoại nhiệt
sóng dài (kênh 10 và 11) dùng để đo tốc độ bốc hơi nƣớc, nhiệt độ bề mặt.
Bảng 1.1. Thông số Landsat 5 TM và Landsat 8.
Vệ tinh


Bƣớc sóng

Kênh

(micrometers -

Độ phân giải
)

(m)

Landsat 5

Band 1 - Blue

0.45÷0.52

30

(Bộ cảm TM)

Band 2 - Green

0.52÷0.60

30

Band 3 - Red


0.63÷0.69

30

Band 4 - Near

0.76÷0.90

30

1.55÷1.75

30

10.40÷12.50

120

2.08÷2.35

30

0.433÷0.453

30

Infrared (NIR)
Band 5- Short Wave
Infrared 1 (SWIR 1)
Band 6-Thermal

Band 7- Short Wave
Infrared 2 (SWIR 2)
LDCM –

Band1-

Landsat 8

Coastalaerosol

(Bộ cảm OLI

Band 2 - Blue

0.450÷0.515

30

và TIRs)

Band 3 - Green

0.525÷0.600

30

10


Band 4 - Red


0.630÷0.680

30

Band5- NearInfrared

0.845÷0.885

30

1.560÷1.660

30

2.100÷2.300

30

Band8-Panchromatic

0.500 ÷0.680

15

Band 9 - Cirrus

1.360÷1.390

30


10.3÷11.3

100

11.5÷12.5

100

(NIR)
Band 6 - Short Wave
Infrared 1(SWIR 1)
Band 7 - Short Wave
Infrared 2 (SWIR 2)

Band 10 - Thermal
Infrared (TIR) 1
Band 11 - Thermal
Infrared (TIR) 2

(Nguồn: />1.3. Ứng dụng GIS và viễn thám trong các nghiên cứu trên thế giới và tại
Việt Nam
Trên thế giới: Ngày nay cơng nghệ viễn thám có khả năng áp dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau:
a. Viễn thám ứng dụng trong quản lý sự biến đổi môi trƣờng bao gồm:
Điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; Vẽ bản đồ thực vật; Nghiên cứu
các quá trình sa mạc hố và phá rừng; Giám sát thiên tai…
b. Viễn thám ứng dụng trong điều tra đất bao gồm: Xác định và phân loại
các vùng thổ nhƣỡng; Đánh giá mức độ thối hố đất, tác hại của xói mịn, q
trình muối hố.

c. Viễn thám trong lâm nghiệp, diễn biến của rừng bao gồm: Điều tra
phân loại rừng, diễn biến của rừng; Nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh phá
hoại rừng, cháy rừng.
d. Viễn thám trong quản lý sử dụng đất bao gồm: Thống kê và thành lập
bản đồ sử dụng đất; Điều tra giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật.

11


Tích hợp GIS và Viễn thám Những kết quả ứng dụng viễn thám gần đây
chỉ ra rằng giải quyết một vấn đề thực tiễn chỉ dựa đơn thuần trên tƣ liệu viễn
thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trƣờng hợp khơng thể thực
hiện nổi. Vì vậy cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp trong đó tƣ liệu viễn thám
giữ một vai trị quan trọng và kèm theo các thông tin truyền thông khác nhƣ số
liệu thống kê, quan trắc, số liệu thực địa. Cách tiếp cận đánh giá, quản lý tài
nguyên nhƣ vậy đƣợc các nhà chuyên môn đặt tên là hệ thống thông tin địa lý.
GIS là cơng cụ dựa trên máy tính dùng cho việc thành lập bản đồ và phân tích
các đối tƣợng tồn tại và các sự kiện bao gồm đất đai, sơng ngịi, khống sản, con
ngƣời, khí tƣợng thuỷ văn, môi trƣờng nông nghiệp v.v xảy ra trên trái đất.
Công nghệ GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn thám đƣa ra các câu
hỏi truy vấn, phân tích thống kê đƣợc thể hiện qua phép phân tích địa lý. Những
sản phẩm của GIS đƣợc tạo ra một cách nhanh chóng, nhiều tình huống có thể
đƣợc đánh giá một cách đồng thời và chi tiết. Hiện nay nhu cầu ứng dụng công
nghệ GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác sử dụng, quản lý tài
nguyên thiên nhiên và môi trƣờng ngày càng gia tăng không những trong phạm
vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc tế. Tiềm năng kỹ thuật GIS trong lĩnh vực ứng
dụng có thể chỉ ra cho các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách, các
phƣơng án lựa chọn có tính chiến lƣợc về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên
nhiên và môi trƣờng.
Tại Việt Nam: Công nghệ viễn thám đƣợc ứng dụng ở Việt Nam bắt đầu

từ những năm 1980, và sớm phát huy hiệu quả trong những năm tiếp theo của
thế kỷ XX vào nhiều ngành kinh tế quốc dân nhƣ quản lý tài nguyên thiên nhiên,
dự báo thời tiết, giám sát tình trạng ơ nhiễm, hiện trạng sử dụng , đo đạc bản đồ,
phòng tránh thiên tai, theo dõi diễn biến rừng, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản,
quy hoạch đô thị và quản lý giao thơng.
- Giai đoạn 1990 – 1995 đã có rất nhiều ngành đƣa công nghệ viễn htams
vào ứng dụng trong thực tiễn nhƣ lĩnh vực khí tƣợng, đo đạc bản đồ, địa chất
khoáng sản, quản lý tài nguyên rừng và đã thu đƣợc các kết quả rõ rệt. Công
12


nghệ viễn thám kết hợp với hệ thống thông tin địa lý đã đƣợc ứng dụng để thực
hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và nhiều dự án có liên qua đến điều tra
khảo sát điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trƣờng, giảm
thiểu tới mức thấp nhất các thiên tai ở một số vùng. Cũng từ những năm 1990
viễn thám ở nƣớc ta chuyển dần từ bƣớc từ công nghệ thông tin tƣơng tự sang
công nghệ số kết hợp hệ thống thông tin địa lý. Vì vậy hiện nay chúng ta có thể
xử lý nhiều loại ảnh đạt yêu cầu cao về độ chính xác với quy mơ sản xuất cơng
nghiệp. Nhiều ngành, nhiều cơ quan cũng đã trang bị các phần mềm mạnh phổ
biến trên thế giới nhƣ các phần mềm: ENVI, ERDAS, MAPPER, OCAPI... để
xây dựng hệ thống thông tin.
Đến nay, ở Việt Nam tuy đã có trung tâm Viễn thám Quốc gia, nhƣng do
yêu cầu cấp thiết của ngành nên đã hình thành rất nhiều trung tâm và phịng viễn
thám, đó là các cơ sở nghiên cứu và đƣa tiến bộ kỹ thuật viến thám vào ứng
cụng vào công tác huyên môn nhƣ: Trung tâm viễn thám Tổng cục địa chính,
Phịng viễn thám và Viện điều tra quy hoạch rừng Bộ Nơng nghiệp và Phát triển
Nơng thơn.
Nhìn chung, những nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào viễn thám trong
phân loại và điều tra rừng ở Việt Nãm đã đƣợc thực hiện từ rất sớm.
1.4. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

Cháy rừng là một yếu tố quan trọng trong công tác bảo vệ môi trƣờng đặc
biệt là trong bối cảnh hiện nay khi mà vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu đang
đƣợc quan tâm. Phƣơng pháp truyền thống để xác định mức độ và quy mơ diện
tích cháy đƣợc thực hiện chủ yếu thông qua việc sử dụng phƣơng pháp đo đạc
trực tiếp tại khu vực cháy. Tuy nhiên, phƣơng pháp này thực hiện mất rất nhiều
thời gian và cơng sức mà khơng có đƣợc kết quả chính xác. Hơn nữa, rất khó để
có thể khái quát hóa và dự báo liên tục theo thời gian.Với sự ra đời của cơng
nghệ viễn thám, phƣơng pháp tính tốn xác định cháy rừng đã trở nên dễ dàng
và thuận tiện hơn nhờ những đặc tính ƣu việt của nó mang lại. Ngày nay, việc sử
dụng những tƣ liệu vệ tinh nhƣ LANDSAT(30 m) với độ phân giải cao đã và
13


đang đƣợc khai thác để ứng dụng cho các nghiên cứu địi hỏi độ chi tiết và chính
xác cao nhƣ nghiên cứu dự báo cháy rừng tại các khu vực nhƣ vƣờn quốc gia
hay rừng phòng hộ nơi cháy rừng diễn ra gây ảnh hƣởng lớn đến ngƣời dân cũng
nhƣ mơi trƣờng xung quanh.
Đã có một số nghiên cứu ứng dụng GIS và viễn thám trong hoạt động dự
báo cháy rừng nhƣ :
- Nghiên cứu ứng dụng không gian địa lý(RS, GIS, GPS) trong phát hiện
cháy rừng tại Việt Nam.
- Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ nguy cơ cháy rừng phục
vụ phòng chống, giảm thiểu thiệt hại do cháy rừng tại tỉnh Sơn La, Việt Nam
- Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ Viễn thám – GIS trong cơng tác cảnh
báo và phịng chống cháy rừng, ứng phó với biến đổi khí hậu tại Vƣờn Quốc Gia
Xn Sơn, Tân Sơn, Phú Thọ.
- Ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu phòng chống cháy rừng ở
thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình.
- Ứng dụng GIS và viễn thám để thành lập bản đồ nhạy cảm cháy tại
Vƣờn Quốc gia Tràm Chim.

- Ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu dự báo cháy rừng tỉnh
Bắc Kạn.
Hiện nay tại huyện Tĩnh Gia tình trạng cháy rừng có nguy cơ cao thƣờng
xuyên xảy ra. Vấn đề này có ảnh hƣởng trực tiếp đời sống và sự phát triển kinh
tế xã hội của toàn huyện. Do vậy việc thực hiện nghiên cứu này là vô cùng cần
thiết nhằm hỗ trợ mơt phần cơng tác quản lí khác đặc biệt là các cơng tác quản lí
về rừng tại huyện Tĩnh Gia thông qua việc đánh giá và đƣa ra đƣợc giải pháp
phù hợp nhằm giảm thiểu số lƣợng và diện tích rừng bị cháy tại khu vực này.

14


Chƣơng II
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Kết quả nghiên cứu đề tài góp phần cung cấp cơ sở khoa học đề xuất các
biện pháp phòng chống cháy rừng tại Việt Nam.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá hiện trạng rừng và hoạt động phòng chữa cháy rừng tại huyện
Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa.
- Xác định ngƣỡng các chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm cháy
rừng tại khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả cơng tác phịng chữa cháy rừng tại
khu vực nghiên cứu.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
2.2.1. Phạm vi về không gian: Nghiên cứu trong phạm vi huyện Tĩnh Gia Thanh Hóa.
2.2.2. Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu trong giai đoạn từ năm 2010 - 2016.
2.2.3. Phạm vi về nội dung: Khảo sát, xác định sự thay đổi diện tích rừng, và
các chỉ số đánh giá trƣớc và sau cháy rừng theo không gian và thời gian tại khu

vực nghiên cứu.
2.2.4. Phạm vi về phương pháp:
- Phƣơng pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý.
- Phƣơng pháp tổng hợp và phân tích tài liệu.
- Phƣơng pháp khảo sát và điều tra thực địa.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu hiện trạng rừng và hoạt động phòng chữa cháy rừng tại
huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa
- Xác định hiện trạng diện tích rừng tại khu vực nghiên cứu.

15


- Đánh giá hoạt động của ban quản lý rừng trong cơng tác phịng và chữa
cháy rừng tại địa bàn.
2.3.2 Nghiên cứu lựa chọn chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm cháy
rừng khu vực nghiên cứu
- Xác định các chỉ số viễn thám đƣợc dùng trong đánh giá cháy rừng
- Lựa chọn các chỉ số viễn thám phù hợp để đánh giá cháy rừng phù hợp
với khu vực nghiên cứu.
2.3.3 Nghiên cứu xác định ngưỡng chỉ số viễn thám cho phép phát hiện sớm
cháy rừng khu vực nghiên cứu
- Tính tốn các chỉ số viễn thám trong đánh giá cháy rừng đã đƣợc lựa
chọn tại các thời điểm đánh giá.
- Tổng hợp dữ liệu thu thập đƣợc từ đó xác định ngƣỡng của các chỉ số
viễn thám trong đánh giá cháy rừng.
2.3.4 Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả cơng tác phịng chữa
cháy rừng tại khu vực nghiên cứu
- Nhóm biện pháp/
- Nhóm giải pháp kinh tế - xã hội/

- Nhóm biện pháp kỹ thuật/
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Kế thừa số liệu thứ cấp
Thu thập tài liệu thứ cấp liên quan: Bản đồ địa hình, bản đồ hiện trạng sử
dụng đất và bản đồ quy hoạch khu rừng phòng hộ huyện Tĩnh Gia. Thu thập tài
liệu liên quan về thực trạng và công tác quản lý rừng, bao gồm số liệu báo cáo
tổng kết cơng tác hàng năm của Ban quản lý rừng phịng hộ huyện Tĩnh Gia,của
các huyện và xã thuộc khu vực nghiên cứu; tài liệu niên gián thống kê của huyện
Tĩnh Gia.
Sử dụng các tƣ liệu ảnh viễn thám Landsat trong các năm 2010, 2015 và
2016; bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu (Bảng 2.1).

16


Bảng 2.1: Dữ liệu ảnh Landsat và GIS sử dụng trong nghiên cứu.
Mã ảnh

TT

Ngày chụp

Độ phân giải

Ghi chú

(m)
1

LT05127046_20100209_T1

09/02/2010

2

30

USGS

30

USGS

30

USGS

30

USGS

LT05127047_20100209_T1
3

LT05127046_20101023_T1

4

LT05127047_20101023_T1

5


LC08127046_20150122_T1

22/01/2015

30

USGS

6

LC08127046_20150701_T1

01/07/2015

30

USGS

7

LC08126047_20160623_T1

23/06/2016

30

USGS

8


LC08126047_20161212_T1

12/12/2016

30

USGS

23/10/2010

Nguồn:
2.4.2. Phương pháp thu thập ngoại nghiệp và xử lý số liệu
Điều tra sơ bộ để lựa chọn các điểm kiểm tra ngoài thực địa nhằm phân
loại ảnh cũng nhƣ đánh giá độ chính xác của các phƣơng pháp phân loại ảnh.
Các điểm cho các đối tƣợng điều tra đƣợc lựa chọn ngẫu nhiên cho tồn bộ khu
vực. Vị trí các đối tƣợng đƣợc xác định bằng GPS, bản đồ hiện trạng sử dụng
đất, hiện trạng rừng đƣợc xây dựng bằng phần mềm ArcGIS 10.4.1. Phƣơng
pháp giải đoán và phân loại ảnh đƣợc mô tả theo Sơ đồ 2.1. Trong nghiên cứu
này, 70% tổng số điểm điều tra bằng GPS đƣợc sử dụng cho giải đốn ảnhvà
30% số điểm cịn lại đƣợcsử dụng cho việc đánh giá độ chính xác của phƣơng
pháp phân loại.
Bƣớc 1: Thu thập dữ liệu, phân tích và tiền xử lý dữ liệu và giải đoán ảnh .
Chuyển các giá trị số trên ảnh về giá trị bức xạ vật lý tại sensor, chuyển
đổi từ các giá trị phổ bức xạ tại sensor sang phổ phản xạ của vật thể ở phía trên
khí quyển theo cơng thức sau:

17



- Đối với dữ liệu Landsat 5 :
+ Chuyển các giá trị của bức xạ vật lý tại sensor về giá trị của phản xạ ở
tầng trên khí quyển của vật thể( đối tƣợng) bằng cơng thức:

Ρλ =

[1].

Trong đó: :
ρλ: phản xạ ở tầng trên của khí quyển
= 3,1416
: giá trị quang phổ tại sensor và đƣợc tính bằng cơng thức:
= ((

)/(Qcal_max – Qcal_min))*(Qcal – Qcalmin)+

-

[2].

Trong đó:
: Là giá trị quang phổ đƣợc đo tại Qcal_max
: Là giá trị quang phổ đƣợc đo tại Qcal_min
Qcal_max : Là giá trị số lớn nhất trên ảnh
: Là giá trị số trên ảnh(DN)

Qcal

Qcalmin : Là giá trị số nhỏ nhất trên ảnh
d : giá trị khoảng cách từ mặt trời với trái đất

: là giá trị trung bình bức xạ khí quyển của mặt trời
: góc thiên đỉnh (góc cao) của mặt trời (độ).
- Đối với dữ liệu Landsat 8 :
+ Chuyển các giá trị của bức xạ vật lý tại sensor về giá trị của phản xạ ở
tầng trên khí quyển của vật thể (đối tƣợng) bằng công thức:
ρλ= (MρQcal + Aρ)/cos( sz) [3].
Trong đó:
ρλ: phản xạ ở tầng trên của khí quyển
Qcal: Giá trị số trên ảnh (DN);
Mρ: giá trị REFLECTANCE_MULT_BAND_x;
Aρ: giá trị REFLECTANCE_ADD_BAND_x;
θsz: góc thiên đỉnh (góc cao) của mặt trời (độ).
18