Ứng dụng GIS trong nghiên cứu đánh giá biến động lớp phủ bề mặt khu vực huyện Đại Từ Tỉnh Thái Nguyên


Đăng lúc: 11:06:24 25/06/2016 - Đã Đọc: 919
Từ khóa Từ khóa:

Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đất hoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc tự trồng cấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường …) bao phủ bề mặt đất. Nước, băng, đá lộ hay các dải cát cũng được coi là lớp phủ mặt đất. Hiện nay, sự biến đổi lớp phủ do tác động của quá trình phát triển kinh tế - xã hội có ảnh hưởng rất  lớn đến môi trường như thay đổi các chu trình sinh thái, tính đa dạng của tài nguyên sinh vật, tăng nguy cơ xói mòn, thoái hóa đất.

Thái Nguyên là một trung tâm thương mại lớn của khu vực phía Bắc của Việt Nam và là một trong những thành phố lớn của Việt Nam, có tốc độ phát triển nhanh chóng. Đại từ là một huyện thuộc tỉnh Thái Nguyên, do sự phát triển của khoa học kỹ thuật và thương mại dịch vụ, nhiều trung tâm công nghiệp được xây lên, diện tích rừng tự nhiên và thảm thực vật nơi đây đã bị suy giảm đáng kể. Sự thay đổi lớp phủ thực vật nơi đây đã gây ra nhiều tác động tiêu cực tới môi trường, con người.

Hiện nay, công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực từ khí tượng – thủy văn, địa chất, môi trường cho đến nông – lâm – ngư nghiệp,… trong đó có theo dõi biến động các loại lớp phủ mặt đất đất với độ chính xác khá cao, từ đó có thể giúp các nhà quản lý có thêm nguồn tư liệu để giám sát biến động sử dụng đất. Nhờ dữ liệu ảnh viễn thám chúng ta có thể giải đoán, phân tích và đánh giá biến động của lớp phủ mặt đất theo thời gian và không gian.

Hình 1. Quy trình xây dựng bản đồ biến đổi lớp phủ huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên.

I, Phân loại lớp phủ.

Đầu tiên, cần thu thập dữ liệu ảnh vệ tinh landsat 7 và landsat 8 (nghiên cứu sử dụng ảnh landsat năm 2000 và 2013 để xác định, đánh giá biến đổi sử dụng đất ở huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên) tiến hành gộp band ảnh để hiển thị màu tự nhiên của ảnh. Sử dụng công cụ phân tích ảnh Image Analysis tích hợp sẵn trong phần mềm arcGIS để cắt ảnh theo ranh giới huyện Đại từ.

Hình 2: Ảnh màu tự nhiên của huyện Đại từ tỉnh Thái Nguyên năm 2000.

Sau khi hoàn thành việc cắt ảnh, ta sử dụng công cụ image classification để chọn mẫu phân loại. Mỗi loại lớp phủ có thể chọn nhiều mẫu, để đảm bảo chính xác hơn. Đây là phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường, nên việc lựa chọn mẫu dựa trên quan sát ảnh bằng mắt và tổ hợp ảnh màu tự nhiên để giải đoán. Minh họa nhỏ về cách lựa chọn giá trị cho mẫu phân loại:

Thực hiện giải đoán và phân tích ảnh bằng phương pháp phân loại có giám sát (Interactive Supervised classification):

Hình 3: Kết quả phân loại đất huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên năm 2000.

Tiến hành phân loại tương tự với năm 2013, ta thu được kết quả phân loại đất như sau:

Hình 4: Kết quả phân loại đất năm 2000 và 2013

II, Đánh giá biến động lớp phủ năm 2000-2013.

Sử dụng công cụ “Raster to polygon” để chuyển dữ liệu raster sang dữ liệu vector. Tạo cơ sở dữ liệu cho bản đồ phân loại lớp phủ của cả hai năm 2000 và 2013, mã hóa và chồng xếp dữ liệu của cả hai bản đồ.

Hình 5: dữ liệu dạng vùng (polygon)  được chuyển đổi từ kết quả phân loại lớp phủ (raster)

Lớp dữ liệu chồng xếp sẽ chưa dữ liệu của hai lớp vector ban đầu là năm 2000 và 2013. Để có thể thành lập được bản đồ biến động và đưa ra diện tích biến động ta cần tạo thêm trường dữ liệu mã chuyển đổi loại hình lớp phủ, và trường diện tích thể hiện sự chuyển đổi diện tích giữa từng loại hình biến đổi đó. Sau khi tính toán và xác định được các dạng chuyển đổi của lớp phủ bề mặt, tiến hành biên tập bản đồ để thể hiện sự biến động lớp phủ.

Hình 6: Bản đồ biến động lớp phủ giai đoạn 2000-2013 huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên

Viết bài: GIRC

Trung tâm Địa tin học - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Địa chỉ: Xã Quyết Thắng - TP. Thái Nguyên | Tel: 0904.031.103

Email: girc.tuaf@gmail.com | Website: www.girc.tuaf.edu.vn