LỜI CẢM ƠN
Đƣợc sự đồng ý của khoa quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, Trƣờng Đại
Học Lâm Nghiệp Việt Nam và UBND xã Hòa Sơn huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình
tơi đã tiến hành thực hiện đề tài: Sử dụng ảnh LandsaT và MODIS để xây dựng
bản đồ biến động nhiệt tại xã Hòa Sơn huyện Lương Sơn tỉnh Hịa Bình.
Để thực hiện đƣợc đề tài này tơi đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ, động
viên từ phía thầy cơ, bạn bè và gia đình.
Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban gi m hiệu trƣờng Đại học Lâm Nghiệp
Việt Nam, quý thầy cô dạy trong ngành Quản lý tài nguyên thiên nhiên đã tạo ra
một môi trƣờng học tập tốt nhất, giúp tôi học hỏi và mở mang kiến thức trong
suốt thời gian 4 năm học.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy TS.
Nguy n Hải Hòa - Trƣởng Bộ môn K thuật môi trƣờng, Trƣờng Đại học Lâm
nghiệp ngƣời tận tình hƣớng dẫn tơi trong suốt thời gian làm luận văn tốt
nghiệp.
Cảm ơn gia đình, bạn bè cổ vũ động viên tơi trong qu trình học tập tại trƣờng.
Tuy đã có những cố gắng nhƣng do thời gian và trình độ có hạn nên chắc
chắn luận văn này cịn nhiều thiếu sót và hạn chế nhất định. Kính mong nhận
đƣợc sự góp ý của thầy cơ và c c bạn.
Hà Nội, ngày 1 tháng 6 năm 2016
Sinh viên

Vũ Thị Thơm


TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
=================o0o==================

TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1.Tên khóa luận: Sử dụng ảnh Landsat và MODIS để xây dựng bản đồ

biến động nhiệt tại xã Hòa Sơn huyện Lương Sơn tỉnh Hịa Bình
2. Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thơm
3. Giáo viên h-ớng dẫn: TS. Nguy n Hi Hũa
4. Mc tiêu nghiên cứu :
Xây dựng bản đồ biến động nhiệt tại xã Hịa Sơn, huyện Lƣơng Sơn, tỉnh
Hịa Bình.
Đề xuất giải ph p giảm thiểu nhiệt độ tại xã Hòa Sơn huyện Lƣơng Sơn
tỉnh Hịa Bình.
5. Nội dung nghiên cứu :
Nghiên cứu phân bố khơng gian và tình hình nhiệt độ xã Hịa Sơn huyện
Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình.
Nghiên cứu xây dựng bản đồ bản đồ nhiệt bề mặt đất khu vực nghiên cứu.
Nghiên cứu biến động và nguyên nhân thay đổi nhiệt độ tại huyện Lƣơng Sơn.
Đề xuất giải ph p giảm thiểu nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu.
6. Kết quả đạt đƣợc :
Biết đƣợc thực trạng sử dụng đất và tình hình ph t triển khu cơng nghiệp
tại khu vực nghiên cứu.
Xây dựng bản đồ hiện trạng nhiệt từ dữ liệu ảnh vi n th m.
Đề xuất ra những giải ph p giảm thiểu nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu.
Hà nội, ngày 1, tháng 6, năm 2016
Sinh viên
Vũ Thị Thơm


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................ 2

1.1. Tổng quan về công nghệ vi n th m GIS ........................................................ 2
1.1.1. C c kh i niệm về công nghệ vi n th m GIS ............................................... 2
1.1.2. Ƣu điểm vƣợt trội và lịch sử ph t triển của công nghệ vi n thám và GIS . 2
1.1.3. Tổng quan về ảnh MODIS .......................................................................... 8
1.1.4. Ứng dụng chỉ số thực vật trong nghiên cứu lớp phủ (NDVI- Normalized
Difference Vegetation Index) .............................................................................. 10
1.2. Tổng quan về công nghiệp hóa và sự nóng lên tồn cầu ............................. 11
1.3. Ứng dụng ảnh Landsat và MODIS trong nghiên cứu thảm che và nhiệt độ ...... 12
1.3.1 Trên thế giới ............................................................................................... 12
1.3.2. Tại Việt Nam ............................................................................................. 13
Chƣơng 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 16
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 16
2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 16
2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 16
2.2. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 16
2.2.1. Ảnh vi n th m ........................................................................................... 16
2.2.2. Dữ liệu bổ trợ ............................................................................................ 16
2.2.3. Dụng cụ, thiết bị ........................................................................................ 16
2.3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ................................................................ 16
2.3.1. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 16
2.3.2. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................ 17
2.4. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 17


2.4.1. Nghiên cứu phân bố khơng gian và tình hình nhiệt độ xã Hịa Sơn huyện
Lƣơng Sơn,tỉnh Hịa Bình ................................................................................... 17
2.4.2. Nghiên cứu xây dựng bản đồ bản đồ nhiệt bề mặt đất khu vực nghiên cứu ....... 17
2.4.3. Nghiên cứu biến động và nguyên nhân thay đổi nhiệt độ tại huyện Lƣơng Sơn..... 17
2.4.4. Đề xuất giải ph p giảm thiểu nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu ................ 17
2.5. Phƣơng ph p nghiên cứu .............................................................................. 17

2.5.1. Phƣơng ph p luận ...................................................................................... 17
2.5.2 Phƣơng ph p nghiên cứu cụ thể ................................................................. 18
Chƣơng 3 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 27
3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 27
3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 27
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 28
3.3. Những thành tựu và nguyên nhân ................................................................ 31
3.3.1. Những thành tựu đạt đƣợc......................................................................... 31
3.4. Những tồn tại, hạn chế và nguyên nhân ....................................................... 33
3.4.1. Những tồn tại, hạn chế .............................................................................. 33
3.4.2. Nguyên nhân của những tồn tại, hạn chế .................................................. 33
Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 35
4.1. Thực trạng phân bố nhiệt độ và qu trình cơng nghiệp hóa và khu vực xã
Hịa Sơn ............................................................................................................... 35
4.2. Xây dựng bản đồ che phủ và nhiệt độ bề mặt đất khu vực nghiên cứu ....... 36
4.2.1. Bản đồ hoạt động sử dụng đất ................................................................... 36
4.2.2. Bản đồ nhiệt bề mặt đất khu vực nghiên cứu ............................................ 40
4.3. Bản đồ biến động nhiệt c c giai đoạn từ 1999-2015.................................... 47
4.3.1. Biến động nhiệt qua c c giai đoạn nghiên cứu ......................................... 47
4.3.2. Nguyên nhân thay đổi gi trị nhiệt qua c c giai đoạn nghiên cứu ............ 50
4.2.3. Ảnh hƣởng của cơng nghiệp hóa đến biến động nhiệt độ bề mặt khu vực
nghiên cứu ........................................................................................................... 51


4.4. Đề xuất giải ph p giảm thiểu ảnh hƣởng tiêu cực của qu trình cơng nghiệp
hóa ....................................................................................................................... 52
4.4.1 Giải ph p giảm thiểu ảnh hƣởng tiêu cực của qu trình cơng nghiệp hóa
lên nhiệt độ bề mặt .............................................................................................. 53
4.4.2. Giải ph p quy hạch tập trung, giải ph p xanh........................................... 55

Chƣơng 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ.......................................... 58
5.1.Kết luận ......................................................................................................... 58
5.2. Tồn Tại ......................................................................................................... 58
5.3. Kiến nghị ...................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Giai đoạn ph t triển vi n th m. ............................................................ 4
Bảng 2.1: Dữ liệu Landsat sử dụng trong đề tài. ................................................ 19
Bảng 2.2: Dữ liệu MODIS sử dụng trong đề tài. ................................................ 19
Bảng 2.3: G n gi trị cho c c đối tƣợng. ............................................................ 25
Bảng 4.1: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 2015. .............................. 35
Bảng 4.2: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 1999 ............................... 40
Bảng 4.3: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 2005. .............................. 41
Bảng 4.4: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 2010. .............................. 42
Bảng 4.5. Sự thay đổi gi trị nhiệt độ từ năm 1999 – 2015. ............................... 42
Bảng 4.6: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 2005. .............................. 44
Bảng 4.7: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 2005. .............................. 45
Bảng 4.8: Diện tích c c phân vùng nhiệt bề mặt năm 2005. .............................. 45
Bảng 4.9: So s nh gi trị nhiệt độ bề mặt từ ảnh Landsat và Modis (0C). .......... 46
Bảng 4.10: Ma trận diện tích c c vùng biến động khu vực xã Hòa Sơn giai
đoạn 1999-2005. .................................................................................................. 47
Bảng 4.11: Ma trận diện tích c c vùng biến động khu vực xã Hòa Sơn giai
đoạn 1999 – 2005. ............................................................................................... 48
Bảng 4.12: Ma trận diện tích c c vùng biến động khu vực xã Hòa Sơn giai
đoạn 2010 – 2015. ............................................................................................... 50


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH

Sơ đồ 2.1. Trình tự xử lý ảnh Landsat và xây dựng bản đồ nhiệt. ...................... 20
Sơ đồ 2.2. Trình tự xử lý ảnh MODIS và xây dựng bản đồ nhiệt....................... 25
Hình 4.1: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hòa Sơn năm 2015 (Landsat 8). .... 35
Hình 4.2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực xã Hòa Sơn năm 1999. ......... 37
Hình 4.3. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực xã Hịa Sơn năm 2005. ......... 37
Hình 4.4. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực xã Hòa Sơn năm 2010 .......... 38
Hình 4.5. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực xã Hòa Sơn năm 2015 .......... 38
Hình 4.6. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi hoạt động sử dụng đất giai đoạn 1999 – 2015 ..39
Hình 4.7: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hịa Sơn năm 1999 .................... 40
Hình 4.8: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hòa Sơn năm 2005 .................... 41
Hình 4.9: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hịa Sơn năm 2010. ................... 42
Hình 4.10: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hòa Sơn năm 2005 .................. 44
Hình 4.11: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hịa Sơn năm 2005. ................. 44
Hình 4.12: Bản đồ hiện trạng nhiệt khu vực xã Hòa Sơn năm 2005. ................. 45
Hình 4.13: Bản đồ biến động nhiệt khu vực xã Hịa Sơn giai đoạn 1999-2005. 47
Hình 4.14: Bản đồ biến động nhiệt khu vực xã Hòa Sơn giai đoạn 1999-2005. 48
Hình 4.15: Bản đồ biến động nhiệt khu vực xã Hòa Sơn giai đoạn 2010 – 2015. ....49


ĐẶT VẤN ĐỀ
Thế giới ngày càng ph t triển, đất nƣớc hội nhập và nền kinh tế đƣợc cải
thiện đ ng kể. Từ một nƣớc nông nghiệp lạc hậu Việt Nam đang vƣơn mình và trở
thành nƣớc đang ph t triển nhờ nền công nghiệp hiện đại. Nông nghiệp đẩy lùi, c c
nhà m y xí nghiệp nổi lên và huyện Lƣơng Sơn tỉnh Hịa Bình là một trong những
huyện có nền cơng nghiệp ph t triển mạnh. Hàng ngàn hộ gia đình phải đi sơ t n,
chuyển chỗ ở do mất đất canh t c nông nghiệp, nền nhiệt độ ở những nơi xuất hiện
bê tơng hóa ngày càng tăng, ơ nhi m khói bụi, ơ nhi m nguồn nƣớc, khơng
khí,v,v,…gây tổn hại đến sức khỏe và đời sống ngƣời dân. Tuy nhiên, song song
với sự ph t triển đó là vấn đề làm sao để ph t triển công nghiệp mà không làm ảnh
hƣởng đến sự ô nhi m khói bụi và nóng lên của tồn cầu. Q trình cơng nghiệp

hóa đang di n ra làm bề mặt nhiệt độ khu vực tăng lên, hiện tƣợng này đang là mối
quan tâm hàng đầu của c c nhà hoạch định chính s ch và tổ chức quy hoạch.
Lƣơng Sơn là một trong những cụm cơng nghiệp có quy mơ lớn đang trên đà ph t
triển. Do vậy, việc kiểm so t cơng nghiệp hóa ln là vấn đề th ch thức của c c
nƣớc ph t triển nhằm đạt đƣợc mục tiêu ph t triển bền vững.
Cùng với sự ph t triển của cơng nghiệp hóa, ngành khoa học vi n th m
GIS ngày nay cũng có những bƣớc ph t triển vƣợt trội. Vi n th m không chỉ
giúp con ngƣời nghiên cứu về tự nhiên, qu trình biến đổi về tồn cảnh Tr i đất
mà cịn đang mở ra những hƣớng nghiên cứu mới để chúng ta p dụng nó và
nghiên cứu đƣợc hầu hết c c vấn đề nóng hổi di n ra hàng ngày tại bất cứ khu
vực hay địa điểm nào. Vi n th m GIS đang có mặt và đƣợc p dụng tại rất nhiều
quốc gia, trở thành công cụ nghiên cứu khoa học vừa hữu ích, vừa có độ chính
x c cao và hơn nữa là tiết kiệm chi phí.
Chính vì vậy tôi tiến hành nghiên cứu “Sử dụng ảnh Landsat và MODIS
để xây dựng bản đồ biến động nhiệt tại xã Hịa Sơn huyện Lương Sơn tỉnh
Hịa Bình” nhằm tận dụng cơng nghệ vi n th m để tìm hiểu về tình hình biến
động nhiệt nơi đây và đƣa ra những giải ph p nâng cao hiệu quả của mục tiêu
ph t triển bền vững.

1


Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về công nghệ viễn thám GIS
1.1.1. Các khái niệm về công nghệ viễn thám GIS
Khái niệm GIS: Hệ thống thông tin địa lý – GIS (Geographical
Information System) là một công cụ m y tính để lập bản đồ và phân tích c c sự
vật, hiện tƣợng trên tr i đất. Công nghệ GIS kết hợp c c thao t c cơ sở dữ liệu
thông thƣờng nhƣ cấu trúc hỏi đ p, c c phép phân tích thống kê, phân tích địa

lý. Trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh đƣợc cung cấp duy nhất từ c c
bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với c c hệ thống thơng tin kh c và
khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực kh c nhau nhƣ
phân tích c c sự kiện, dự đo n t c động và hoạch định chiến lƣợc.
Định nghĩa về viễn thám: Kh i niệm vi n th m đang đƣợc biết đến ngày
càng rộng rãi cả trong và ngoài nƣớc bởi tính hiện đại và hữu ích của cơng nghệ
này trong hầu hết mọi lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Có rất nhiều định nghĩa
kh c nhau về vi n th m đã đƣợc đƣa ra, nhƣng mọi định nghĩa đều có nét chung,
nhấn mạnh “ vi n th m là khoa học thu nhận từ xa c c thông tin về c c đối
tƣợng, hiện tƣợng trên tr i đất”. Dƣới đây là một định nghĩa về vi n th m:
Vi n th m ( Remote sensing- RS) đƣợc hiểu là một khoa học và nghệ
thuật để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện tƣợng
thơng qua việc phân tích tài liệu thu nhận bằng c c phƣơng tiện. Những phƣơng
tiện này khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực hoặc với hiện
tƣợng đƣợc nghiên cứu.
1.1.2. Ưu điểm vượt trội và lịch sử phát triển của công nghệ viễn thám và GIS
Công nghệ vi n th m là một phần của công nghệ vũ trụ, tuy mới ph t
triển nhƣng đã nhanh chóng đƣợc p dụng trong nhiều lĩnh vực và đƣợc phổ
biến rộng rãi ở c c nƣớc ph t triển. Công nghệ này đã trở thành phƣơng tiện chủ
đạo cho công t c gi m s t tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng ở cấp quốc gia,

2


khu vực và trong phạm vi toàn cầu. Khả năng ứng dụng công nghệ vi n th m
ngày càng đƣợc nâng cao, đây là lý do dẫn đến tính phổ cập của công nghệ này.
Vi n th m là phƣơng ph p thu nhận thông tin kh ch quan về bề mặt tr i
đất và c c hiện tƣợng trong khí quyển nhờ c c bộ phận cảm biến (sensors) đƣợc
lắp đặt trên m y bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ hoặc đặt trên c c trạm qu đạo.
Cơng nghệ vi n th m có khả năng gi m s t sự biến đổi của tài nguyên và môi

trƣờng trên Tr i đất do chu kỳ quan trắc lặp lại và liên tục về cũng một đối
tƣợng trên mặt đất của c c m y thu vi n th m. Khả năng này cho phép công
nghệ vi n th m ghi lại đƣợc c c biến đổi của tài nguyên và môi trƣờng, đã giúp
công t c gi m s t, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng hiệu quả hơn.
Vi n th m cung cấp nhanh c c tƣ liệu ảnh số có độ phân giải cao, làm dữ
liệu cơ bản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ và CSDL địa lý
Quốc gia. Với những ƣu điểm trên, công nghệ vi n th m đang trở thành công
nghệ chủ đạo trong quản lý và gi m s t tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng.
1.1.2.1. Phát triển công nghệ viễn thám và GIS trên thế giới
Việc sử dụng công nghệ vi n th m và GIS cho nhiều mục đích kh c
nhau đã trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây.
GIS bắt đầu đƣợc xây dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỷ 20 và đã đƣợc
ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực kh c nhau trên toàn thế giới. C c quốc gia nhƣ
M , Nga ,Ấn Độ, Canada, Nhật và gần đây có thêm Trung Quốc là những nƣớc
tiên tiến đi đầu trong lĩnh vực vi n th m. Tại đó, sự kết hợp cơng nghệ vi n
th m và GIS đã trở thành một cơng nghệ hồn chỉnh và đƣợc sử dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực nhƣ theo dõi, kiểm kê, dự b o, quản lý c c tài nguyên trên
Tr i đất. Xu hƣớng sử dụng tƣ liệu vi n th m đa phổ, đa thời gian để theo dõi
biến động bề mặt tr i đất trang trở nên ngày càng phổ biến. Trên thế giới đã có
rất nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học rất thành công về lĩnh vực này. Lịch sử
ph t triển của cơng nghệ vi n th m đƣợc tóm tắt nhƣ sau:

3


Bảng 1.1. Giai đoạn phát triển viễn thám.
Thời gian (năm)

Sự kiện


1800

Ph t hiện ra tia hồng ngoại

1839

Bắt đầu ph t minh k thuật chụp ảnh đen trắng

1847

Ph t hiện cả dải hồng ngoại và phổ nhìn thấy

1850-1860

Chụp ảnh từ khinh khí cầu

1873

Xây dựng học thuyết về phổ điện từ

1909

Chụp ảnh từ máy bay

1910-1920

Giải đo n từ không trung

1920-1930


Ph t triển ngành chụp và đo ảnh hàng không

1930-1940

Ph t triển k thuật radar ( Đức, M ,Anh)

1940

Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ m y bay

1950

X c định giải phổ từ vùng nhìn thấy đến khơng nhìn thấy

1950-1960

Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích qn sự

12/4/1961

Liên xơ phóng tàu vũ trụ có ngƣời l i và chụp ảnh tr i đất
từ ngoài vũ trụ

1960-1970

Lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ vi n th m

1972

M phóng vệ tinh Landsat-1


1970-1980

Ph t triển mạnh mẽ phƣơng ph p xử lý ảnh số

1980-1990

M ph t triển thế hệ mới của vệ tinh Landsat

1986

Ph p phóng vệ tinh SPOT vào qu đạo

1990 đến nay

Ph t triển bộ cảm thu đa phổ, tăng dải phổ và kênh phổ,
tăng độ phân giải bộ cảm. Ph t triển nhiều k thuật xử lý
mới

Nguồn: Nguy n Khắc Thời và cộng sự (2007).
Ngày nay tr i đất đƣợc nghiên cứu thông qua sự liên lạc thông tin giữa
c c nƣớc, c c tổ chức với nhau nhằm hƣớng đến chủ đề ph t triển chính của
cơng nghệ GIS và vi n th m trong một thời gian dài chính là nghiên cứu mỗi
trƣờng, tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực này đã đƣợc tăng lên nhanh chóng
4


trong một vài năm gần đây. Trong khi đó mục tiêu chính của việc sử dụng GIS
đã tạo ra những gi trị mới cho c c thông tin hiện đƣợc chiết xuất từ vệ tinh.
Hiện nay trên thế giới có thơng qua phân tích khơng gian – thời gian/ mơ hình

hóa c c dữ liệu có tọa độ. Nhờ khả năng phân tích khơng gian – thời gian và mơ
hình hóa, GIS cho phép tạo ra những thơng tin có gi trị gia tăng công nghệ vi n
th m và GIS đang đƣợc ph t triển mạnh trên c c lĩnh vực của quản lý tài nguyên
môi trƣờng nhƣ :
Sự cố địa chấn: Bằng qu trình định danh địa hình, vị trí địa lý, k thuật
xây dựng, GIS có thể giúp dự b o thời gian và địa điểm có thể xảy ra c c sự cố
nhƣ động đất, núi lửa, cũng nhƣ hậu quả có thể có. Cơ quan kiểm so t sự cố địa
chấn Portland, bang Oregon, Hoa Kỳ đã sử dụng c c phần mềm ARC/INFO,
AIC View GIS và Map Objects để trợ giúp dự b o và cuẩn bị đối phó với c c sự
cố. Tại đảo Jekyll, vì là đảo chắn bão nên đảo Jekyll luôn phải chịu c c cơn bão
nhiệt đới. C c bản đồ của đảo, đƣờng x , thảm thực vật đã đƣợc số hóa bằng
phần mềm ARC/INFO. Thiết bị hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đƣợc sử dụng
để định vị chính x c c c thảm thực vật. C c bản đồ bão và vùng ngập lụt cũng
đƣợc số hóa cùng c c dữ liệu về bão trong qu khứ và thêm cả điều kiện chính
trị của địa phƣơng . Kết hợp c c loại bản đồ này sẽ là phƣơng tiện đ nh gi c c
cấp độ bão, cũng nhƣ c c tổn thất và c c dự đo n trƣớc.
Ơ nhi m khơng khí: ơ nhi m khơng khí có thể ph t t n rất xa từ nguồn
thải, gây hại đối với sức khỏe và môi trƣờng trong phạm vi tồn cầu. Cơng nghệ
GIS đã hỗ trợ rất nhiều trong việc kiểm so t ô nhi m khơng khí. Cơ quan bảo vệ
mơi trƣờng M (EPA) đã sử dụng phần mềm ARC/INFO để nghiên cứu những
ảnh hƣởng của ơ nhi m khơng khí đối với sự ph t triển của cây con và hậu quả
lâu dài của khói đối với rừng. Kiểm so t ơ nhi m khơng khí từ khói: đầu tiên,
miền đơng nƣớc M đƣợc phân thành c c vùng kh c nhau và ARC/INFO đƣợc
dùng để tạo thành một mạng lƣới ô nhi m bao phủ tồn bộ vùng này, mỗi ơ có
diện tích 20km2.. C c dữ liệu về chất lƣợng khơng khí đƣợc thu thập từ c c trạm
quan trắc vùng đƣợc lƣu vào cơ sở dữ liệu. Dựa vào cơ sở dữ liệu này, với công

5



cụ GIS, c c nhà khoa học có thể tạo ra c c bản đồ về ph t t n NOx, mây, nhiệt
độ hàng ngày, hƣớng gió, độ cao và khoảng c ch khói từ nguồn ph t thải. Ngồi
ra khi sử dụng GIS c c dữ liệu này còn đƣợc phân tích kết hợp với điều kiện địa
hình và khí hậu của từng vùng.
Ơ nhi m nƣớc: GIS có thể dùng để gi m s t sự phân bố và định lƣợng
những chất gây ô nhi m nƣớc kh c nhau ở một khu vực. Bộ môn k thuật Nông
nghiệp của Trƣờng Đại Học Natal dùng c c chỉ số xói lở đất, mức độ photpho,
chỉ số sử dụng đất và lƣợng vi khuẩn E.coli, làm c c thông số thành phần của
mơ hình chất lƣợng nƣớc cho vùng châu thổ Mgeni. Mơ hình chất lƣợng nƣớc
đƣợc đơn vị nghiên cứu vùng châu thổ nông nghiệp ph t triển phục vụ công t c
quan trắc, dự bảo và quản lý chất lƣợng nƣớc tổng thể cho một số thành phố ở
Nam Phi. Massachusetts đang sử dụng GIS trong gi m s t chất lƣợng nƣớc toàn
bộ vùng lƣu vực sơng Merrimack. Vị trí của mỗi trạm thu mẫu,bãi bồi, lò đốt
r c, ao, phụ lƣu đều đƣợc lƣu trong GIS. GIS có thể biểu di n c c đối tƣợng,
đồng thời tìm kiếm mối quan hệ khơng gian giữa chất lƣợng nƣớc và c c
nguồn gây ô nhi m tiềm tàng . Những t c động bất lợi của ô nhi m, chẳng hạn
tràn dầu, có thể đƣợc ƣớc định bằng GIS .Với những thơng tin này, GIS có thể
mô phỏng tiềm năng ô nhi m của những địa điểm kh c nhau và ph t triển chiến
lƣợc ƣớc định rủi ro.
Công nghệ GIS đƣợc hội đồng sự cố tràn dầu Exxon Valdez sử dụng để
x c định vùng ƣu tiên cần bảo vệ và khơi phục những lồi chịu thiệt hại. Trong
lĩnh vực lâm nghiệp ngày nay, công việc quản lý tài nguyên rừng đang là một
th ch thức lớn . Với GIS c c nhà quản lý có thể thực hiện nhiệm vụ này d dàng
hơn. Do vậy, hiện nay trên thế giới cũng đã có những nghiên cứu, ứng dụng
công nghệ GIS trong quản lý bảo vệ rừng. Những ví dụ dƣới đây sẽ minh họa
cho nhận định này:
Ph rừng khiến cho bức tranh toàn cảnh về mơi trƣờng thế giới có sự
thay đổi lớn. Một ngun nhân quan trọng đó là tình trạng ph rừng đang ngày
càng gia tăng. Việc tài nguyên thế giới (WRI) đã sử dụng GIS để đ nh gi ảnh
hƣởng của ph rừng với c c quốc gia và ngƣời dân trên toàn thế giới.


6


Thu hẹp diện tích rừng trên tồn cầu : WRI sử dụng GIS để kiểm so t
diện tích rừng trên tồn cầu. Ngồi ra GIS cịn hỗ trợ phân tích so s nh diện tích
rừng hiện nay với diện tích rừng trong qu khứ, cho thấy xu hƣớng thu hẹp ngày
càng nhanh của c c diện tích này và tốc độ thu hẹp ở c c vùng kh c nhau, từ đó
dự b o tốc độ mất rừng của những nơi mà biên giới rừng vẫn còn tồn tại.
Dự b o ảnh hƣởng của ơ nhi m khơng khí đối với sự ph t triển của thực
vật: Với GIS, c c nhà khoa học có thể phủ dữ liệu cho c c vùng ( c c vùng dữ
liệu về sự tăng trƣởng, phân bố loài thực vật…) theo thời gian, tạo nên c c bản
đồ đ nh gi sự biến đổi sinh trƣởng của từng lồi cây. Những phân tích này rất
hữu ích trong dự b o ảnh hƣởng lâu dài của ơ nhi m khơng khí khơng chỉ đối
với thực vật, mà còn đối với động vật và cả con ngƣời.
Với những ứng dụng rộng rãi, GIS đã trở thành cơng nghệ quan trọng.
Nó tham gia vào hầu hết c c lĩnh vực trong cuộc sống con ngƣời và ngày càng
đƣợc quảng b rộng rãi. Hơn nữa với xu thế ph t triển hiện nay, GIS không chỉ
dừng lại ở một quốc gia đơn lẻ mà ngày càng mang tính tồn cầu hóa. Việc
thành lập một hệ thống thơng tin địa lý (GIS) toàn cầu hiện là một trong những
vấn đề đang đƣợc đề cập nhiều và cũng là c c chủ đề nóng bỏng trên nhiều di n
đàn Quốc tế. Tại c c hội nghị đƣợc tổ chức gần đây, c c đại biểu đã thảo luận về
việc tổ chức và chuyển đổi c c xã hội hiện tại thành xã hội thông tin. Họ cũng đã
nêu ra vấn đề liệu xã hội thơng tin tồn cầu có thực sự nâng cao chất lƣợng cuộc
sống của nhân loại hay không? Cũng nhƣ làm sao đ tr nh việc hình thành các
xã hội 2 tầng –(1) tầng lớp đƣợc tiếp cận tới c c thiết bị, dịch vụ và mạng lƣới
thơng tin mới, (2) tầng lớp khơng có hoặc đƣợc tiếp cận rất hạn chế nhất là đối
với c c nƣớc chậm ph t triển.
1.1.2.2. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS tại Việt Nam
Từ khi vi n th m lần đầu tiên đƣợc sử dụng vào những năn 70 của thế

kỷ 20, c c nƣớc đang ph t triển là đối tƣợng chính đƣợc quan s t bằng công
nghệ này. Nền kinh tế của những nƣớc này thƣờng đƣợc dựa vào c c hoạt động
khai th c tài nguyên thiên nhiên, đôi khi c c bản đồ hoặc c c dữ liệu sẵn có

7


khơng chính x c hoặc đã lỗi thời, u cầu về độ chính x c cũng thấp hơn c c
bản đồ của c c nƣớc cơng nghiệp hóa và tƣơng thích với dữ liệu của c c vệ tinh
thế hệ đầu tiên.Những biến đổi về môi trƣờng đang di n ra rất nhanh chóng (vd :
hoạt động tàn ph rừng, sự mở rộng c c đơ thị) do đó cần phải có những quan
trắc đầy đủ. Áp lực quốc tế lên c c hoạt động quan trắc này kh lớn trong giai
đoạn tồn cầu hóa. Việt Nam khơng phải là một ngoại lệ. Hơn 10 năm sau khi
chính s ch đổi mới nền kinh tết đƣợc thực hiện, nền kinh tế của Việt Nam cũng
đã đạt đƣợc những thành tựu và cũng còn nhiều th ch thức nhƣ những vấn đề
mới nảy sinh trong quản lý môi trƣờng và tài nguyên thiên nhiên.
Tại Việt Nam công nghệ GIS cũng đƣợc thí điểm kh sớm, và đến nay
đã đƣợc ứng dụng trong kh nhiều ngành nhƣ quy hoạch nông lâm nghiệp, quản
lý rừng, lƣu trữ tƣ liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đơ thị,…Tuy
nhiên c c ứng dụng có hiệu quả nhất mới giới hạn ở c c lĩnh vực lƣu trữ, in ấn
c c tƣ liệu bản đồ bằng cơng nghệ GIS. Có thể kể đến nhƣ: dự n UNDP ứng
dụng vi n th m ở Việt Nam là nâng cao năng lực về thống kê rừng ở viện điều
tra quy hoạch rừng vào những năm 80. Sau đó, UNDP tiếp tục tài trợ dự n thứ
2 mà đối tƣợng chính là c c nhà khoa học thuộc Viện Khoa học và Công Nghệ
Việt Nam trong vài năm. Vào những năm 90, Việt Nam đã thu hút một số lớn
c c dự n quốc tế trong lĩnh vực nâng cao năng lực quản lý môi trƣờng và tài
ngun trong đó ln là hợp phần quan trọng.
1.1.3. Tổng quan về ảnh MODIS
MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers) là bộ cảm
có độ phân giải trung bình đặt trên vệ tinh TERRA đƣợc NASA phóng vào qu

đạo th ng 12/1999 và vệ tinh AQUA đƣợc phóng vào qu đạo th ng 5/2002 với
mục đích quan trắc, theo dõi c c thơng tin về mặt đất, đại dƣơng và khí quyển
trên phạm vi toàn cầu. C c ứng dụng tiêu biểu có thể kể đến là: nghiên cứu khí
quyển, mây, thời tiết, lớp phủ thực vật, biến động về nông nghiệp và lâm nghiệp,
ch y rừng, nhiệt độ mặt nƣớc biển và màu nƣớc biển, v.v.
Với tầm quan s t lên đến hơn 2.330 km, vệ tinh này có thể quan trắc gần nhƣ

8


tồn bộ Tr i Đất. Ảnh MODIS có 36 băng phổ, với 3 độ phân giải: 250, 500 và
1000 mét.
Cấu trúc tên của ảnh MODIS Ảnh MODIS thƣờng có tên dƣới dạng:
MOD09A1.A2006001.h08v05.005.2006012234657.hdf
Trong đó:
MOD09A1: tên rút ngắn của sản phẩm
.A2006001: Ngày chụp (tính theo ngày Julian), có dạng: A-YYYYDDD
.h08v05: c c trục của cảnh chụp (theo chiều ngang và dọc)
.005: kí hiệu lƣu trữ của cơ sở dữ liệu
.2006012234567: Ngày tạo ảnh, tính theo ngày Julian (YYYYDDDHHMMSS);
.hdf: định dạng dữ liệu (HDF-EOS)
Ảnh MODIS có độ phân giải theo thời gian kh rộng, có thể thay đổi từ ảnh
hàng ngày, ảnh tổ hợp 8 ngày, 16 ngày, hàng th ng, hàng quý hoặc hàng năm.
Băng phổ đƣợc phân bổ theo độ phân giải nhƣ sau:
- Băng 1 – 2: độ phân giải 250 m.
- Băng 3 – 7: độ phân giải 5000 m.
- Băng 8 – 36: độ phân giải 1000 m.
Ảnh từ LP DAAC cịn có thêm độ phân giải 5600 m.
Hầu hết c c sản phẩm chính thức của MODIS đều đƣợc chụp theo hệ
thống lƣới ô vuông. C c ô đƣợc chia theo đơn vị 10 độ, bắt đầu từ 0. Ảnh

MODIS đƣợc phân phối dƣới nhiều mức độ xử lý kh c nhau, hầu hết là mi n
phí. Mức độ này đƣợc chia thành: 0, 1A, 1B, 2, 2G, 3 và 4. Ảnh 0 và 1A là ảnh
gốc, chƣa đƣợc hiệu chỉnh địa lý và khí quyển, ảnh 1B đã đƣợc hiệu chỉnh địa
lý, ở dạng gí trị số DN. Ảnh ở mức độ 2 trở lên hầu hết đã đƣợc hiệu chỉnh khí
quyển, ngƣời dùng có thể tải trực tiếp, sử dụng cơng cụ thích hợp để nắn chỉnh
địa lý và t ch c c băng kh c nhau từ ảnh tải về.
Một số sản phẩm kh c của ảnh MODIS
Ảnh MODIS mức độ 1 và c c sản phẩm khí quyển, phân phối bởi: L1 and
Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS).

9


Sản phẩm đất, phân phối bởi: Land Processes Distributed Active Archive
Center (LP DAAC)
Sản phẩm c c phần băng (Cryosphere): National Snow and Ice Data
Center Distributed Active Archive Center (NSIDC DAAC)
Vi n th m màu và c c sản phẩm nhiệt độ bề mặt biển: Ocean color web
Mặc dù độ phân giải không cao, nhƣng với tầm phủ rộng, thời gian
quan trắc liên tục và đặc biệt là mi n phí, ảnh MODIS là nguồn tài liệu tham
khảo gi trị cao đối với c c nhà khoa học. 36 băng phổ giúp ảnh MODIS đƣợc
ứng dụng ngày càng nhiều trong hầu hết lĩnh vực nghiên cứu hiện nay.
1.1.4. Ứng dụng chỉ số thực vật trong nghiên cứu lớp phủ (NDVI- Normalized
Difference Vegetation Index)
Phƣơng ph p phân loại ảnh vi n th m là phƣơng thức đƣợc thực hiện
bằng c ch g n tên loại cho c c khoảng cấp độ s ng nhất định (loại phổ) thuộc
một nhóm đổi tƣợng nào đó có c c tính chất tƣơng đối đồng nhất về phổ nhằm
phân biệt c c nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh. Tùy thuộc vào số loại
thông tin yêu cầu, loại phổ trên ảnh đƣợc phân thành c c loại tƣơng ứng dựa
theo một quy luật nhất định nào đó đƣợc x c định trƣớc.

Phƣơng ph p nghiên cứu đặc điểm phổ xạ của trạng th i thực vật trên
ảnh Landsat. Ảnh vệ tinh phản nh thực trạng bề mặt đất ở thời điểm chụp ảnh
với độ chính x c và kh ch quan cao, trên ảnh vệ tinh đã thể hiện trực tiếp nhiều
loại hình sử dụng đất. Để nhận diện và phân tích c c đối tƣợng trên bề mặt,
thông tin quan trọng nhất của vi n th m chính là thơng tin về phổ phản xạ.
Trong khi đó thực vật phản xạ mạnh ở vùng cận hồng ngoại và hấp thu mạnh
nhất ở vùng nh s ng đỏ. Mức độ chênh lệch về hệ số phản xạ của hai vùng này
rất lớn và có tính chất đặc trƣng riêng vì vậy ngƣời ta sử dụng chênh lẹch về
phản xạ của hai vùng này làm chỉ tiêu phân loại lớp phủ thực vật và đƣợc gọi là
chỉ số thực vật-NDVI. Giá trị của NDVI biến thiên từ -1 đến 1 và đƣợc tính theo
cơng thức sau:
NDVI= (IR – R) / (IR+R)

10


Trong đó IR là gi trị bức xạ của bƣớc sóng cận hồng ngoại (near
infrared), R là gi trị bức xạ của bƣớc sóng nhìn thấy ( visible). Chỉ số thực vật
đƣợc dùng rất rộng rãi để x c định mật độ phân bố của thảm thực vật, đ nh gi
trạng th i sinh trƣởng và ph t triển của cây trồng, làm cơ sở số liệu để dự b o
sâu bệnh,hạn h n, diện tích năng suất và sản lƣợng cây trồng…
1.2. Tổng quan về cơng nghiệp hóa và sự nóng lên tồn cầu
Cơng nghiệp hóa là qu trình nâng cao tỷ trọng của cơng nghiệp trong
tồn bộ c c ngành kinh tế của một vùng kinh tế hay một nền kinh tế. Đó là tỷ
trọng về lao động, về gi trị gia tăng, v.v..Đây là qu trình chuyển biến kinh tế xã hội ở một cộng đồng ngƣời từ nền kinh tế với mức độ tập trung tƣ bản nhỏ bé
(xã hội tiền công nghiệp) sang nền kinh tế cơng nghiệp. Cơng nghiệp hóa là một
phần của qu trình hiện đại hóa. Sự chuyển biến kinh tế - xã hội này đi đôi với
tiến bộ công nghệ, đặc biệt là sự ph t triển của sản xuất năng lƣợng và luyện
kim quy mơ lớn. Cơng nghiệp hóa cịn gắn liền với thay đổi c c hình th i triết
học hoặc sự thay đổi th i độ trong nhận thức tự nhiên.

Bức xạ mặt trời là dòng vật chất và năng lƣợng của Mặt Trời ph t ra.
Đây chính là nguồn năng lƣợng chính cho c c qu trình phong hóa, bóc mịn,
vận chuyển, bồi tụ trên Tr i Đất, cũng nhƣ chiếu s ng và sƣởi ấm cho c c hành
tinh trong hệ Mặt Trời.
Ấm lên toàn cầu hay hâm nóng tồn cầu là hiện tƣợng nhiệt độ trung
bình của khơng khí và c c đại dƣơng trên Tr i Đất tăng lên theo c c quan s t
trong c c thập kỷ gần đây. Trong thế kỉ 20, nhiệt độ trung bình của khơng khí
gần mặt đất đã tăng 0,6 ± 0,2 °C (1,1 ± 0,4 °F). Theo b o c o của Cơ quan Bảo
vệ Môi trƣờng (EPA), nhiệt độ trung bình của Tr i đất ở cuối thế kỉ 19 đã tăng
+0,8 °C và thế kỉ 20 tăng 0,6 ± 0,2 °C. C c dự n mơ hình khí hậu của Ủy ban
Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt Tr i Đất
sẽ có thể tăng 1,1 đến 6,4 °C trong suốt thế kỷ 21. Ủy ban Liên chính phủ về
Biến đổi Khí hậu (IPCC) nghiên cứu sự gia tăng nồng độ khí nhà kính sinh ra từ
c c hoạt động của con ngƣời nhƣ đốt nhiên liệu hóa thạch và ph rừng làm cho

11


nhiệt độ Tr i Đất tăng lên kể từ giữa thế kỷ 20. IPCC cũng nghiên cứu sự biến
đổi c c hiện tƣợng tự nhiên nhƣ bức xạ mặt trời và núi lửa gây ra phần lớn hiện
tƣợng ấm lên từ giai đoạn tiền công nghiệp đến năm 1950 và có sự ảnh hƣởng
lạnh đi sau đó. C c kết luận cơ bản đã đƣợc chứng thực bởi hơn 45 tổ chức khoa
học và viện hàn lâm khoa học, bao gồm tất cả c c viện hàn lâm của c c nƣớc
công nghiệp hàng đầu.
C c dự n thiết lập mơ hình khí hậu đƣợc tóm tắt trong b o c o gần đây
nhất của IPCC chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt Tr i Đất sẽ có thể tăng 1,1 đến 6,4 °C
(2,0 đến 11,5 °F) trong suốt thế kỷ 21. C c yếu tố không chắc chắn trong tính
to n này tăng lên khi khi c c mơ hình sử dụng nồng độ c c khí nhà kính có độ
chính x c kh c nhau và sử dụng c c thơng số ƣớc tính kh c nhau về lƣợng ph t
thải khí nhà kính tƣơng lai. C c yếu tố không chắc chắn kh c bao gồm sự ấm

dần lên và c c biến đổi liên quan sẽ kh c nhau giữa c c khu vực trên toàn thế
giới. Hầu hết c c nghiên cứu tập trung trong giai đoạn đến năm 2100. Tuy nhiên,
sự ấm dần lên sẽ tiếp tục di n ra sau năm 2100 cả trong trƣờng hợp ngừng ph t
thải khí nhà kính, điều này là do nhiệt dung riêng của đại dƣơng lớn và carbon
dioxide tồn tại lâu trong khí quyển. Nhiệt độ toàn cầu tăng sẽ làm mực nƣớc
biển dâng lên và làm biến đổi lƣợng gi ng thủy, có thể bao gồm cả sự mở rộng
của c c sa mạc vùng cận nhiệt đới. Hiện tƣợng ấm lên đƣợc dự đo n sẽ di n ra
mạnh nhất ở Bắc Cực.Tiếp tục có những cuộc tranh luận chính trị và tranh cãi
trong cơng chúng về việc liệu có phải là Tr i Đất thực sự đang ấm dần lên, và
con ngƣời cần phải làm gì để đối phó với hiện tƣợng này. Ngƣời ta tìm nhiều
c ch để giảm thiểu lƣợng ph t thải, thích nghi để giảm thiệt hại do sự ấm lên gây
ra và đặc biệt hơn nữa là p dụng c c k thuật địa chất để có thể làm giảm thiểu
sự ấm lên. Hầu hết c c chính phủ đã ký và thông qua Nghị định thƣ Kyoto với
mục đích giảm ph t thải khí nhà kính.
1
.3
Ứ
n
g
d
ụg
ả
n
h
La
n
d
stvà
M
O

IS
D
tro
n
gh
iê
n
cứ
u
thả
m
che
và
n
h
iệ
tđ
ộ
1.3.1 Trên thế giới
Trên phạm vi thế giới, c c đề tài nghiên cứu về sự biến động loại hình sử
dụng đất nhằm phân tích, đ nh gi , dự b o sự ph t triển đã đƣợc ứng dụng kh

12


rộng rãi. Trong đề tài “Remote sensing-based quantification of land-cover and
land-use change for planning” (Bjorn Prenzel, 2003), t c giả đã đƣa ra những cơ
sở khoa học về lựa chọn phƣơng ph p đƣợc sử dụng để đƣa ra c c kết quả mang
tính định lƣợng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất
dựa vào cơ sở vi n th m. Theo đó, tùy vào trƣờng hợp mà ta sử dụng c c

phƣơng ph p theo thuyết x c định hay dựa vào kinh nghiệm. Một điểm đ ng chú
ý mà t c giả có đề cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đ nh gi biến động: dữ liệu
thu thập phải có cùng đặc điểm (về khơng gian, về độ phân giải phổ,…), dữ liệu
phải đạt đƣợc những tiêu chuẩn nhất định về bóng mây hay sƣơng mù, dữ liệu
thu thập phải cùng khu vực nghiên cứu. Trong nghiên cứu “Land Use/ Land
Cover Changes Detection And Urban Sprawl Analysis” (M. Harika, et al., 2012)
đã đ nh gi sự biến động loại hình sử dụng đất/bề mặt đất tại c c thành phố
Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở vùng Đông Nam Ấn Độ. Bên cạnh
sử dụng dữ liệu ảnh vi n th m để giải đo n, đề tài còn kết hợp sử dụng chuỗi
Markov để dự đo n c c khu vực có thể bị biến đổi trong tƣơng lai. Trong nghiên
cứu “Monitoring Land Use Change By Multi-temporal Landsat Remote Sensing
Imagery” (Tayyebi và nnk., 2008), nhóm t c giả đã sử dụng ảnh landsat đa thời
gian để đ nh gi biến động đất đô thị trong qu khứ (giai đoạn 1980-2000) để
đƣa ra những dự đo n cho tƣơng lai (năm 2020). Trong đề tài “Analyzing Land
Use/Land Cover Chang Using Remote Sensing and GIS in Rize, North-East
Turkey” (Selcuk Reis, 2008), t c giả đã thành lập bản đồ biến động sử dụng đất/
lớp phủ mặt đất ở vùng Rize, Đông Bắc Thổ Nhĩ Kỳ với 7 loại lớp phủ. Dữ liệu
t c giả đã sử dụng trong đề tài này là ảnh Landsat MSS (1976) và Landsat
ETM+ (2000) với độ phân giải lần lƣợt là 79m và 30m. Tuy nhiên, ở đề tài này,
t c giả khơng trình bày rõ về phƣơng ph p thực hiện mà chỉ chú trọng về đ nh
gi , thống kê biến động với những thay đổi sâu sắc đối với đất nông nghiệp, đô
thị, đồng cỏ và đất lâm nghiệp, những nơi gần biển và có độ dốc thấp.
1.3.2. Tại Việt Nam
Ở Việt Nam, c c đề tài nghiên cứu về lớp phủ mặt đất và biến động đất đô
thị cũng đã đƣợc thực hiện và bƣớc đầu mang lại những kết quả. Nhƣ trong đề

13


tài “Thành lập bản đồ thảm thực vật trên cơ sở phân tích, xử lý ảnh vi n th m”

thảm thực vật trên cơ sở phân tích, xử lý ảnh vi n th m” tại khu vực Tủa Chùa –
Lai Châu (Hoàng Xuân Thành, 2006), t c giả đã dùng phƣơng ph p phân loại có
kiểm định đối với dữ liệu ảnh Landsat năm 2006 để phân ra 7 lớp thực phủ kh c
nhau với chỉ số Kappa ~ 0,7. Trong đề tài “Ứng dụng vi n th m theo dõi biến
động đất đô thị của thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An” (Nguy n Ngọc Phi, 2009)
dùng phƣơng ph p phân loại gần đúng nhất để phân ra 5 lớp đối tƣợng. Điểm
đ ng chú ý của đề tài này là sử dụng kết hợp nhiều loại ảnh vi n th m nhƣ
Landsat (1992, 2000) và SPOT (2005) để cho ra kết quả giải đo n, đồng thời có
sự so s nh về độ chính x c, chi tiết giữa c c loại ảnh. Với chỉ số Kappa ~ 0,9, dữ
liệu ảnh SPOT có độ chính x c sau phân loại cao hơn hẳn so với Landsat (Kappa
~ 0,7). Trong nghiên cứu “Ứng dụng vi n th m và GIS thành lập bản đồ lớp
phủmặt đất khu vựcChân Mây, huyện Phú Lộc, tình Thừa Thiên Huế” (Nguy n
Huy Anh, Đinh Thanh Kiên, 2012), t c giả đã sử dụng phƣơng ph p phân loại
gần đúng nhất với dữ liệu ảnh Landsat TM độ phân giải 10 m, kết hợp với lấy
mẫu thực địa để phân ra 13 loại lớp phủ với độ chính x c tƣơng đối cao. Trong
đề tài “Sử dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây trồng, lập
bản đồ hiện trạng và biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai đoạn
2008 – 2010” (Vũ Hữu Long, Phạm Kh nh Chi, Trần Hùng, 2011), t c giả đã
phân loại lớp phủ dựa trên bộ dữ liệu NDVI tổ hợp th ng theo phƣơng ph p
phân loại có kiểm định sử dụng thuật to n phân loại gần đúng nhất. Đề tài đã
phân loại đƣợc 9 loại lớp phủ với chỉ số Kappa ~ 0,9. Để đ nh gi độ chính xác,
t c giả đã sử dụng kết hợp cả dữ liệu mẫu khảo s t, điều tra thực địa với bản đồ
hiện trạng sử dụng đất năm gần nhất. Riêng ở khu vực thành phố Huế, trong đề
tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng của qu trình chuyển dịch đất nơng nghiệp sang đất
phi nông nghiệp trên địa bàn thành phố Huế, giai đoạn 2006 – 2010” (Nguy n
Thị Phƣơng Anh và nnk., 2012), t c giả đã đ nh gi mức độ t c động của sự
chuyển dịch đất nông nghiệp sang phi nông nghiệp đến cơ cấu kinh tế, đời sống
xã hội và đƣa ra c c giải ph pphù hợp, với khu vực nghiên cứu thí điểm là

14



phƣờng Kim Long. Ở đề tài này, t c giả chỉ dùng đến c c phƣơng ph p tổng
hợp, phân tích, so s nh, đối chiếu, thống kê c c số liệu để thực hiện nghiên cứu.
C c số liệu đƣợc trích xuất thơng qua c c bảng biểu, chƣa có đầu ra trực quan
bằng hệ thống c c bản đồ. Ở khu vực Thành phố Huế vẫn chƣa có đề tài nào sử
dụng c c công cụ về vi n th m và GIS để đ nh gi biến động lớp phủ mặt đất.

15


Chƣơng 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Đề tài góp phần nâng cao công t c quy hoạch và giảm thiểu t c động
của sự biến động nhiệt do qu trình cơng nghiệp hóa và thay đổi hoạt động sử
đụng đất.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
-Xây dựng bản đồ biến động nhiệt tại xã Hịa Sơn, huyện Lƣơng Sơn, tỉnh
Hịa Bình.
- Đề xuất giải ph p giảm thiểu nhiệt độ tại xã Hịa Sơn huyện Lƣơng Sơn
tỉnh Hịa Bình.
2.2. Vật liệu nghiên cứu
2.2.1. Ảnh viễn thám
Ảnh vệ tinh Landsat và ảnh MODIS
2.2.2. Dữ liệu bổ trợ
Ngồi nguồn dữ liệu chính là ảnh vệ tinh Landsat và MODIS, một số dữ
liệu bổ trợ cũng đƣợc sử dụng để thực hiện nghiên cứu này bao gồm bản đồ địa
hình huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hịa Bình, Bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu,

tài liệu kh c (S ch, b o c o,.. Internet).
2.2.3. Dụng cụ, thiết bị
- Máy GPS.
- Bảng biểu.
- Phần mềm ArcGIS, ENVI, Excel,..
2.3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu
2.3.1. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi về thời gian: thời gian nghiên cứu bắt đầu từ 25/02/2016 31/05/2016.

16


Phạm vi về khơng gian: trong phạm vi khóa luận, đề tài chỉ nghiên cứu tại
xã Hòa Sơn.
2.3.2. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu biến động nhiệt tại khu vực huyện Lƣơng Sơn tỉnh Hịa Bình
2.4. Nội dung nghiên cứu
2.4.1. Nghiên cứu phân bố khơng gian và tình hình nhiệt độ xã Hịa Sơn
huyện Lương Sơn,tỉnh Hịa Bình
+ Tình hình nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu.
+ Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Hòa Sơn năm 2015
2.4.2. Nghiên cứu xây dựng bản đồ bản đồ nhiệt bề mặt đất khu vực nghiên
cứu
+ Xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt năm 1999, 2005, 2010, 2015 (ảnh
Landsat)
+ Xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt năm 2005, 2010, 2015 (ảnh Modis)
2.4.3. Nghiên cứu biến động và nguyên nhân thay đổi nhiệt độ tại huyện
Lương Sơn
+ Xây dựng bản đồ biến động c c giai đoạn 1999- 2005, 2005 - 2010,
2010 - 2015.

+ Đ nh gi biến động nhiệt độ bề mặt khu vực nghiên cứu qua 5 giai
đoạn.
+ Đƣa ra những nguyên nhân thay đổi nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu
2.4.4. Đề xuất giải pháp giảm thiểu nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu
+ Liên quan đến vấn đề môi trƣờng
+ Quy hoạch liên quan vấn đề nhiệt độ bề mặt
+ Giải ph p quy hoạch tập trung, giải ph p xanh.
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.5.1. Phương pháp luận
Phƣơng ph p phân loại ảnh đƣợc thực hiện bằng c ch g n tên cho c c
khoảng cấp độ s ng nhất định (loại phổ) thuộc một nhóm đối tƣợng nào đó có

17


c c tính chất tƣơng đối đồng nhất về phổ nhằm phân biệt c c nhóm đó với nhau
trong khn khổ ảnh. Đ nh gi biến động là qu trình nhận dạng sự kh c biệt về
trạng th i của một đối tƣợng hay hiện tƣợng bằng c ch quan s t chúng tại những
thời điểm kh c nhau. Sử dụng ảnh vệ tinh để đ nh gi biến động là đ nh gi sự
thay đổi về lớp phủ phía trên bề mặt đất về nền nhiệt độ bề mặt dựa trên sự thay
đổi về gi trị bức xạ.
Công việc giải đo n ảnh vệ tinh tại c c thời điểm kh c nhau cho ta một
bản mô tả cụ thể về thảm thực vật và hiện trạng sử dụng đất, cũng nhƣ bản đồ
nhiệt độ bề mặt tại khu vực nghiên cứu ở c c thời điểm kh c nhau. Phân tích so
s nh những thay đổi về bề mặt thảm thực vật và quy hoạch đất cũng nhƣ bản đồ
nhiệt bề mặt của khu vực qua c c năm cho ta những nhận định cơ bản về t c
động con ngƣời và những thay đổi trong quy hoạch của qu trình cơng nghiệp
hóa đã t c động nên nền nhiệt bề mặt của khu vực huyện Lƣơng Sơn, Hịa Bình
từ giai đoạn 1999 - 2015.
Ảnh vệ tinh Landsat và MODIS đƣợc chụp theo c c băng sóng định trƣớc

phục vụ cho c c mục tiêu nghiên cứu kh c nhau (đất đai, thực vật, địa chất, khí
quyển,…). C c bức ảnh xem trên màn hình hoặc trên giấy chỉ là tổ hợp 1 hoặc 3
băng sóng, do đó nhiều khi không thể hiện đầy đủ c c đối trƣợng trên mặt đất.
Sau khi ảnh đƣợc download về sẽ đƣợc xử lý bằng phần mềm ArcGIS 10.1, đây
là dữ liệu chính của đề tài. Thơng qua ảnh để x c định c c đối tƣợng cần đƣợc
nghiên cứu. Do vậy, việc giải đo n cần phải có chun mơn cũng nhƣ những
phần mềm chuyên dùng.
2.5.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể
Đề tài tiến hành điều tra sơ bộ và tiến hành lựa chọn c c điểm thực địa
để đ nh gi độ chính x c của phƣơng ph p phân loại ảnh. Sử dụng phƣơng ph p
chọn mẫu ngẫu nhiên để x c định c c đối tƣợng trong khu vực nghiên cứu. Vị trí
c c điểm khảo s t đƣợc x c định bằng thiết bị GPS cầm tay. Dựa trên cơ sở vị trí
c c điểm tọa độ đƣợc lựa chọn, độ chính x c của phƣơng ph p và tƣ liệu ảnh
vi n th m, tiến hành xây dựng bản đồ biến động nhiệt tại xã Hòa Sơn, huyện
Lƣơng Sơn bằng phần mềm ArcGIS 10.1.

18