Công tác điều tra, khảo sát và thành lập bản đồtài nguyên thiên nhiên đã được
tiến hành ởViệt Nam từnhiều năm nay và có những thành công đáng kể, đặc biệt là
phương pháp luận đểthành lập bộbản đồ đồng bộcó tính chỉnh hợp cao theo quan
điểm hệthống bằng phương pháp viễn thám kết hợp với các phương pháp cổtruyền.
Tuy nhiên, do điều kiện vềcông nghệvà tưliệu nên các bản đồ được thành lập trước
đây vẫn còn có những hạn chế, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu đồng bộvà tính
hiện thời cao. Nhưng ngay từ đầu những năm 90, các chuyên gia đã khẳng định:
"Triển vọng của việc sửdụng tưliệu viễn thám kết hợp với các thành tựu mới vềtin
học và tự động hóa đểthành lập bản đồchuyên đề, cũng như đểnghiên cứu thiên
nhiên, nói chung, cho mục đích khai thác lãnh thổ, mà nội dung chính là sửdụng hợp
lí tài nguyên và bảo vệthiên nhiên, còn rất lớn"[7]. Chính vì vậy đểkếthừa và phát
huy những kinh nghiệm quý báu của thếhệcác nhà bản đồviễn thám đi trước, đềtài
“Nghiên cứu ứng dụng công nghệviễn thám và GIS xây dựng bộbản đồhiện trạng tài
nguyên thiên nhiên phục vụcông tác quy hoạch bảo vệmôi trường cấp tỉnh” đã được
thực hiện với mục đích nghiên cứu, khai thác, sửdụng tưliệu ảnh viễn thám kết hợp
với công nghệGIS từ đó đưa ra quy trình công nghệ đểxây dựng bộbản đồhiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụcông tác quy hoạch bảo vệmôi trường cấp tỉnh.
Hiện nay công tác quy hoạch bảo vệmôi trường cấp tỉnh là nhu cầu cấp thiết,
một trong những khâu quan trọng của công tác này là đánh giá hiện trạng tài nguyên
thiên nhiên mà phương tiện của nó là bản đồ. Do vậy việc nghiên cứu ứng dụng ảnh
viễn thám kết hợp với hệthống thông tin địa lý đểxây dựng bộbản đồhiện trạng tài
nguyên thiên nhiên đảm bảo tính hiện thời, đồng bộphục vụquy hoạch bảo vệmôi
trường cấp tỉnh là yêu cầu khách quan và cấp thiết được đặt ra.
Trong giai đoạn hiện nay, cùng với sựphát triển của công nghệthông tin, công
nghệviễn thám ngày càng hiện đại và mang nhiều ứng dụng hơn. Việc thu nhận và xử
lý tưliệu viễn thám đã được thực hiện tại Trung tâm Viễn thám Quốc gia từcuối năm
2007, cung cấp cho người sửdụng nguồn tưliệu chủ động và phong phú hơn, đây là
những tưliệu ảnh vệtinh mới nhất dạng số, có độphân giải cao nên có thểáp dụng các
công nghệxứlý ảnh nhưtăng cường độphân giải, chiết xuất các thông tin chuyên
đề.giúp cho việc xây dựng bộbản đồhiện trạng tài nguyên thiên nhiên thực hiện một
cách nhanh chóng, chính xác.
3
Kết quảthu được sau quá trình thực hiện đềtài bao gồm:
1. Kết quảnghiên cứu cơsởkhoa học ứng dụng ảnh vệtinh và công nghệGIS xây
dựng bản đồhiện trạng tài nguyên thiên nhiên ởViệt Nam cũng nhưtrên thếgiới.
2. Kết quảnghiên cứu ứng dụng công nghệviễn thám và GIS xây dựng bản đồ
các hệsinh thái, hiện trạng mạng lưới thuỷvăn, hiện trạng lớp phủmặt đất, hiện trạng
phân bốcác vùng đất ngập nước, hiện trạng lớp phủrừng, hiện trạng phân bốcác vùng
nuôi trồng thuỷsản, hiện trạng tài nguyên du lịch.
3. Kết quảnghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệthành lập bộbản đồhiện
trạng tài nguyên thiên nhiên trên cơsở ứng dụng viễn thám và GIS.
4. Kết quảsản xuất thửnghiệm ởkhu vực Thành phốHải Phòng bao gồm: Các
bình đồ ảnh, các sản phẩm trung gian nhưbộkhóa ảnh, thưviện kí hiệu và xây dựng
CSDL chuyên đềtừ đó kết xuất ra bộbản đồhiện trạng tài nguyên thiên nhiên tỉlệ
1:100 000 bao gồm các bản đồsau: bản đồcác hệsinh thái, bản đồhiện trạng mạng
lưới thuỷvăn, bản đồhiện trạng lớp phủmặt đất, bản đồhiện trạng sửdụng đất, bản
đồhiện trạng phân bốcác vùng đất ngập nước, bản đồhiện trạng lớp phủrừng, bản đồ
hiện trạng phân bốcác vùng nuôi trồng thuỷsản, bản đồhiện trạng tài nguyên du lịch.
Kết quảthực hiện đềtài đã khẳng định, hiện nay việc lựa chọn công nghệviễn
thám và GIS là giải pháp tối ưu trong công tác xây dựng bộbản đồhiện trạng tài
nguyên thiên nhiên phục vụquy hoạch bảo vệmôi trường cấp tỉnh. Công cụviễn thám
cho phép thu nhận thông tin vềtiềm năng, hiện trạng các đối tượng trên địa bàn rộng,
trong một thời gian ngắn. Công cụGIS hỗtrợ đắc lực trong việc chiết tách, tổng hợp
và lưu trữthông tin chính xác, nhanh chóng, hiệu quả. Sựkết hợp hai công nghệlà giải
pháp tốt nhất, đáp ứng yêu cầu thông tin đồng bộ, hiện thời của bộbản đồhiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụquy hoạch bảo vệmôi trường cấp tỉnh.
Đểhoàn thành nhiệm vụcủa đềtài, chúng tôi đã nhận được sựhỗtrợnhiệt tình từ
Trung tâm Viễn thám Quốc gia – BộTài nguyên và Môi trường, từcác cơquan, các ngành
liên quan, và đặc biệt là sựgiúp đỡnhiệt tình của các chuyên gia, các đồng nghiệp trong
cũng nhưngoài ngành. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
330 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 2469 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Báo cáo Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và gis xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác qui hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM VIỄN THÁM QUỐC GIA
________________________________________________________
BÁO CÁO TỔNG KẾT KHKT ĐỀ TÀI CẤP BỘ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM
VÀ GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN
THIÊN NHIÊN PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUI HOẠCH
BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CẤP TỈNH
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TS. NGUYỄN QUỐC KHÁNH
7024
11/11/2008
HÀ NỘI – 10/2008
bé tµi nguyªn vµ m«i tr−êng
trung t©m viÔn th¸m quèc gia
108 §−êng Chïa L¸ng - QuËn §èng §a - Hµ Néi
---------------***---------------
b¸o c¸o tæng kÕt khoa häc vμ kü thuËt
®Ò tμi cÊp bé:
NGHI£N CøU øNG DôNG C¤NG NGHÖ VIÔN TH¸M Vµ GIS X¢Y DùNG Bé
B¶N §å HIÖN TR¹NG TµI NGUY£N THI£N NHI£N PHôC Vô C¤NG T¸C
QUY HO¹CH B¶O VÖ M¤I TR¦êNG CÊP TØNH.
Sè ®¨ng ký: ……
Hµ Néi, ngµy th¸ng n¨m 2008 Hµ Néi, ngµy th¸ng n¨m 2008
chñ nhiÖm ®Ò tμi c¬ quan chñ tr× ®Ò tμi
gi¸m ®èc
trung t©m viÔn th¸m quèc gia
TS. NguyÔn Quèc Kh¸nh TS. Lª Minh
Hµ Néi, ngµy th¸ng n¨m 2008 Hµ Néi, ngµy th¸ng n¨m 2008
héi ®ång ®¸nh gi¸ chÝnh thøc c¬ quan qu¶n lý ®Ò tμi
chñ tÞch héi ®ång TL. bé tr−ëng
bé tµi nguyªn vµ m«i tr−êng
vô tr−ëng vô khoa häc vµ c«ng nghÖ
TS. Lª Kim S¬n
Hμ néi, 10 - 2008
DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN
TT Họ và tên Học hàm, học vị,
chuyên môn
Đơn vị công tác Thực
hiện
A Chủ nhiệm đề tài
Nguyễn Quốc Khánh
TS. Trắc địa ảnh Trung tâm Viễn thám
Quốc gia
I.1;
II.3-5;
III.3
Kết luận;
Kiến nghị
B Cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Thị Thanh Bình CN. Địa lý Trung tâm Viễn thám Quốc gia II.4; III.7;
2 Vũ Thị Minh Trâm ThS. Địa lý Trung tâm Viễn thám Quốc gia II.2
3 Lê Phú Cường ThS. Môi trường Trung tâm Viễn thám Quốc gia III.6
4 Nguyễn Thị Bích Hường CN. Địa lý Trung tâm Viễn thám Quốc gia III.4
5 Nguyễn Trường Sơn KS. Trắc địa Trung tâm Viễn thám Quốc gia III.5
6 Dương Thị Lan Anh KS. Địa chính Trung tâm Viễn thám Quốc gia III.1
7 Nguyễn Thị Thanh Hương KS. Bản đồ Trung tâm Viễn thám Quốc gia I.2
8 Trần Tuyết Mai CN. Địa chính Trung tâm Viễn thám Quốc gia I.3
9 Nguyễn Thị Xuân ThS. Địa lý Trung tâm Viễn thám Quốc gia III.2
10 Đặng Trọng Hải ThS. Quản lý đất đai
Trung tâm Viễn thám
Quốc gia II.1
2
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Công tác điều tra, khảo sát và thành lập bản đồ tài nguyên thiên nhiên đã được
tiến hành ở Việt Nam từ nhiều năm nay và có những thành công đáng kể, đặc biệt là
phương pháp luận để thành lập bộ bản đồ đồng bộ có tính chỉnh hợp cao theo quan
điểm hệ thống bằng phương pháp viễn thám kết hợp với các phương pháp cổ truyền.
Tuy nhiên, do điều kiện về công nghệ và tư liệu nên các bản đồ được thành lập trước
đây vẫn còn có những hạn chế, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu đồng bộ và tính
hiện thời cao. Nhưng ngay từ đầu những năm 90, các chuyên gia đã khẳng định:
"Triển vọng của việc sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp với các thành tựu mới về tin
học và tự động hóa để thành lập bản đồ chuyên đề, cũng như để nghiên cứu thiên
nhiên, nói chung, cho mục đích khai thác lãnh thổ, mà nội dung chính là sử dụng hợp
lí tài nguyên và bảo vệ thiên nhiên, còn rất lớn"[7]. Chính vì vậy để kế thừa và phát
huy những kinh nghiệm quý báu của thế hệ các nhà bản đồ viễn thám đi trước, đề tài
“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh” đã được
thực hiện với mục đích nghiên cứu, khai thác, sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp
với công nghệ GIS từ đó đưa ra quy trình công nghệ để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh.
Hiện nay công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh là nhu cầu cấp thiết,
một trong những khâu quan trọng của công tác này là đánh giá hiện trạng tài nguyên
thiên nhiên mà phương tiện của nó là bản đồ. Do vậy việc nghiên cứu ứng dụng ảnh
viễn thám kết hợp với hệ thống thông tin địa lý để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên đảm bảo tính hiện thời, đồng bộ phục vụ quy hoạch bảo vệ môi
trường cấp tỉnh là yêu cầu khách quan và cấp thiết được đặt ra.
Trong giai đoạn hiện nay, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công
nghệ viễn thám ngày càng hiện đại và mang nhiều ứng dụng hơn. Việc thu nhận và xử
lý tư liệu viễn thám đã được thực hiện tại Trung tâm Viễn thám Quốc gia từ cuối năm
2007, cung cấp cho người sử dụng nguồn tư liệu chủ động và phong phú hơn, đây là
những tư liệu ảnh vệ tinh mới nhất dạng số, có độ phân giải cao nên có thể áp dụng các
công nghệ xứ lý ảnh như tăng cường độ phân giải, chiết xuất các thông tin chuyên
đề...giúp cho việc xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên thực hiện một
cách nhanh chóng, chính xác.
3
Kết quả thu được sau quá trình thực hiện đề tài bao gồm:
1. Kết quả nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS xây
dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam cũng như trên thế giới.
2. Kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ
các hệ sinh thái, hiện trạng mạng lưới thuỷ văn, hiện trạng lớp phủ mặt đất, hiện trạng
phân bố các vùng đất ngập nước, hiện trạng lớp phủ rừng, hiện trạng phân bố các vùng
nuôi trồng thuỷ sản, hiện trạng tài nguyên du lịch.
3. Kết quả nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ thành lập bộ bản đồ hiện
trạng tài nguyên thiên nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS.
4. Kết quả sản xuất thử nghiệm ở khu vực Thành phố Hải Phòng bao gồm: Các
bình đồ ảnh, các sản phẩm trung gian như bộ khóa ảnh, thư viện kí hiệu và xây dựng
CSDL chuyên đề từ đó kết xuất ra bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên tỉ lệ
1:100 000 bao gồm các bản đồ sau: bản đồ các hệ sinh thái, bản đồ hiện trạng mạng
lưới thuỷ văn, bản đồ hiện trạng lớp phủ mặt đất, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản
đồ hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước, bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng, bản đồ
hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản, bản đồ hiện trạng tài nguyên du lịch.
Kết quả thực hiện đề tài đã khẳng định, hiện nay việc lựa chọn công nghệ viễn
thám và GIS là giải pháp tối ưu trong công tác xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh. Công cụ viễn thám
cho phép thu nhận thông tin về tiềm năng, hiện trạng các đối tượng trên địa bàn rộng,
trong một thời gian ngắn. Công cụ GIS hỗ trợ đắc lực trong việc chiết tách, tổng hợp
và lưu trữ thông tin chính xác, nhanh chóng, hiệu quả. Sự kết hợp hai công nghệ là giải
pháp tốt nhất, đáp ứng yêu cầu thông tin đồng bộ, hiện thời của bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh.
Để hoàn thành nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình từ
Trung tâm Viễn thám Quốc gia – Bộ Tài nguyên và Môi trường, từ các cơ quan, các ngành
liên quan, và đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của các chuyên gia, các đồng nghiệp trong
cũng như ngoài ngành. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
4
MỤC LỤC
Mở đầu
Chương I. Tổng quan về hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây
dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
I.1. Tổng quan về quy hoạch môi trường
I.2. Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên trên thế giới
I.3. Hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện trạng tài
nguyên thiên nhiên ở Việt Nam
Chương II. Cơ sở khoa học và quy trình công nghệ ứng dụng viễn thám
và GIS thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
II.1. Các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng
II.2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
II.3. Nghiên cứu mối liên hệ giữa chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh (NDVI) với
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
II.4. Xây dựng hệ phân loại của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
(khu vực thử nghiệm)
II.5. Quy trình công nghệ thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên
nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS
Chương III. Thử nghiệm thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên
thiên nhiên trong phạm vi Thành phố Hải Phòng
III.1. Các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Thành phố Hải Phòng
III.2. Hiện trạng thông tin tư liệu
III.3. Xử lý ảnh viễn thám
III.4. Thành lập bản đồ nền
III.5. Điều vẽ ảnh viễn thám
III.6. Thiết kế cơ sở dữ liệu
III.7. Thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, tỉ lệ 1:100000
khu vực thử nghiệm
Kết luận
Kiến nghị
Tài liệu tham khảo
9
14
14
21
28
41
41
42
66
76
93
108
108
122
124
129
130
132
141
153
154
155
5
Phụ lục:
Phụ lục 1: Bảng mã loại các yếu tố nội dung
Phụ lục 2: Bộ khoá ảnh vệ tinh SPOT 5
Phụ lục 3: Bảng hướng dẫn số hoá và biên tập
Phụ lục 4: Khung cấu trúc CSDL
Phụ lục 5: Thư viện kí hiệu trong môi trường ArcGIS
157
176
191
224
249
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1: Cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2005 146
Biểu đồ 2: Cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2008 146
Biểu đồ 3: Biến động một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2005-
2008
147
6
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Hiện trạng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ở Việt Nam 33
Bảng 2. Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải trung
bình
44
Bảng 3. Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao 45
Bảng 4. Các thông số ảnh SPOT 46
Bảng 5: Độ phân giải không gian của tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải siêu cao 47
Bảng 6. Các đặc điểm của ảnh vệ tinh 53
Bảng 7. Một số ứng dụng của ảnh vệ tinh trong nghiên cứu môi trường biển 56
Bảng 8. Tổ hợp các kênh của một số ảnh viễn thám để tính chỉ số thực vật NDVI 68
Bảng 9. Phân loại các đối tượng theo chỉ số thực vật NDVI 69
Bảng 10. Hệ phân loại các hệ sinh thái 77
Bảng 11. Hệ phân loại hiện trạng mạng lưới thuỷ văn 81
Bảng 12. Hệ phân loại lớp phủ mặt đất 82
Bảng 13. Hệ phân loại hiện trạng sử dụng đất 85
Bảng 14. Hệ phân loại hiện trạng lớp phủ rừng 87
Bảng 15. Hệ phân loại hiện trạng phân bố các vùng đất ngập nước 89
Bảng 16. Hệ phân loại hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản 91
Bảng 17. Hệ phân loại hiện trạng tài nguyên du lịch 93
Bảng 18. Tỷ lệ của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên 94
Bảng 19. Độ dài các sông qua khu vực Hải Phòng 113
Bảng 20. Lưu lượng bình quân các sông 114
Bảng 21. Thống kê diện tích các loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm
2008
144
Bảng 22. Thống kê cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm
2005-2008
145
7
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Quy trình quy hoạch môi trường 19
Hình 2. Phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên 48
Hình 3. Sơ đồ tích hợp GIS và Viễn thám 64
Hình 4. Các khoảng và đường cong đặc trưng cho độ phản xạ của thảm thực vật 67
Hình 5. Sơ đồ quy trình thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS
107
Hình 6. Sơ đồ vị trí nghiên cứu chỉ số thực vật NDVI 126
Hình 7. Ảnh vệ tinh SPOT khu vực Hải phòng 126
Hình 8. Ảnh đơn kênh chỉ số thực vật NDVI khu vực Hải phòng 127
Hình 9. Kết quả ảnh phân loại chỉ số thực vật NDVI khu vực Hải Phòng 128
Hình 10. Sơ đồ cấu trúc cơ sở dữ liệu các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên
nhiên
134
CÁC TỪ VIẾT TẮT
GIS Geographic Information System
NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration
MODIS Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer
MERIS MEdium Resolution Imaging Spectrometer
GLI Global Imager (onboard the ADEOS-II)
MIPS Multipurpose Image Processing System
LAI Leaf Area Index
FPAR Fraction of Photosynthetically Active Radiation
ENRMS Environment and Natural Resources Monitoring System
SPOT Satellite Pour l'Observation de la Terre
Envisat Environmental Satellite
HRVIR High-Resolution Visible Infra-Red
CSDL Cơ sở dữ liệu
8
HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất
QHMT Quy hoạch Môi trường
NDVI Chỉ số thực vật
BVMT Bảo vệ môi trường
NEPA Luật về Bảo vệ môi trường của Mỹ
NEA Đạo luật môi trường của Mỹ
EIA Đánh giá tác động môi trường
LHQ Liên hợp quốc
ADB Ngân hàng phát triển châu Á
KTXH Kinh tế xã hội
GDP Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm
RADAR Radio Detection And Ranging
H5N1 Dịch cúm A
TNMT Tài nguyên môi trường
MT Môi trường
VNGS Trạm thu ảnh vệ tinh mặt đất
NDC Trung tâm dữ liệu viễn thám Quốc gia
DUS Hệ thống ứng dụng dữ liệu viễn thám
NCKH Nghiên cứu khoa học
BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường
ĐNN Đất ngập nước
NCMT Nhạy cảm môi trường
9
MỞ ĐẦU
Công tác kiểm kê, đánh giá hiện trạng là công việc cần thiết đầu tiên trong quy
trình xây dựng kế hoạch, quy hoạch phát triển bất cứ một lĩnh vực nào. Trong lĩnh vực
môi trường cũng vậy, quy hoạch môi trường (QHMT) là xác định chức năng môi
trường cho các phạm vi lãnh thổ khác nhau, hài hòa với sự phát triển kinh tế, nhằm
bảo vệ môi trường không bị suy thoái, ô nhiễm và ngày càng cải thiện hơn theo đời
sống kinh tế - xã hội. Trên quy mô lớn, quy hoạch sẽ xác định khu rừng nào cần bảo
vệ, phát triển để đảm nhiệm chức năng phòng hộ; Vùng nào không thể phát triển công
nghiệp, không thể đắp đập, ngăn sông, khai thác lâm sản; Vùng nào nên canh tác nông
nghiệp, nuôi trồng thủy sản, hay phát triển du lịch sinh thái là hợp lý... Ở quy mô nhỏ,
như trong phạm vi một đô thị, nhiệm vụ quy hoạch môi trường vẫn không thể thiếu, rất
cần xác định không gian cho cây xanh, cho hồ điều hòa sinh thái, cho các nhà máy xử
lý ô nhiễm…Mục đích chính của QHMT khu vực là điều hòa giữa phát triển kinh tế -
xã hội và bảo vệ môi trường. Nội dung điều hòa của QHMT là đảm bảo một cách chắc
chắn sự phát triển kinh tế - xã hội không vượt quá khả năng chịu đựng của môi trường
tự nhiên và đảm bảo sự phát triển kinh tế và xã hội phù hợp tốt nhất với hệ thống tự
nhiên. Vậy muốn xác định được sức chịu tải của môi trường tự nhiên và ngưỡng cần
phải dừng lại để phát triển ổn định của nền kinh tế - xã hội, trước hết phải nắm bắt
được quy luật phân bố, hiện trạng, tỷ trọng hợp lý của các thành phần, các yếu tố, đối
tượng cấu thành nên môi trường đó. Những thông tin này thực sự cần thiết và hữu ích
khi đảm bảo tính hiện thời và có độ tin cậy cao, nhất là tại thời điểm môi trường ô
nhiễm và suy thoái nhanh trên diện rộng do sự phát triển kinh tế tự do, tự phát, đặc biệt
tại các nước đang phát triển như nước ta hiện nay.
Hiện nay, chúng ta đã phải hứng chịu những hậu quả của việc không tính đến
yếu tố môi trường trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội như: Xói lở ở cửa sông Lò
(Hải Hậu-Nam Định) do việc quai đê, lấn biển, khoanh vùng nuôi tôm, trồng cói ở cửa
sông Hồng tại huyện Xuân Thủy (Nam Định) đã ngăn các dòng chảy cửa sông dẫn đến
thay đổi dòng chảy ven bờ. Tại rừng tràm U Minh, việc đào hệ thống các kênh rạch để
đi lại, ngăn lửa đã làm cho nước rút khỏi rừng nhanh chóng, làm khô rừng U Minh
Thượng, mất cân bằng sinh thái rừng và hậu quả là những trận cháy rừng dữ dội liên
tục xảy ra trong mấy năm gần đây…Còn nhiều các tai biến môi trường khác đã xảy ra,
gây nên những thiệt hại nghiêm trọng về tinh thần cũng như của cải vật chất như động
10
đất ở Điện Biên (Lai Châu); ô nhiễm môi trường nước, không khí, gây nên các bệnh
hiểm nghèo; lũ quét, lụt lội do suy giảm diện tích rừng đầu nguồn…Giải quyết những
vấn đề bức xúc này thì việc cần làm ngay là xây dựng quy hoạch môi trường tổng thể
từ cấp trung ương đến địa phương một cách nghiêm túc để thế hệ mai sau không phải
hứng chịu những gì chúng ta đã gây ra ngày hôm nay.
Trong khả năng của ngành bản đồ viễn thám, việc cung cấp thông tin hiện trạng
phân bố các đối tượng nhanh, có độ tin cậy cao đã và đang ngày càng được cải thiện,
nhờ sự phát triển của các ngành khoa học công nghệ hiện đại như viễn thám và tin học.
Nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng tư liệu viễn thám đã xây dựng phương pháp
luận chặt chẽ, hoàn chỉnh, nhưng do điều kiện kinh tế của nước ta trước đây nên những
ứng dụng của công nghệ tin học chưa được nghiên cứu kỹ càng và đáp ứng nhu cầu
thực tế. Trong điều kiện hiện nay, khi công nghệ tin học đã ứng dụng phổ biến thì việc
nghiên cứu sử dụng kết hợp các công nghệ tiên tiến để nâng cao chất lượng và hiệu
quả của phương pháp nghiên cứu đối tượng bằng bản đồ là việc làm cần thiết, hữu ích
cho nhiều lĩnh vực trong đó có công tác quy hoạch môi trường.
Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp
tỉnh” do Trung tâm Viễn thám Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì và Tiến
sĩ Nguyễn Quốc Khánh chủ nhiệm, thực hiện trong thời gian 2 năm nhằm đáp ứng nhu
cầu cấp bách trên.
Thực tế, việc xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ
công tác quy hoạch bảo vệ môi trường rất phức tạp, đòi hỏi phải có sự liên kết chặt chẽ
của các chuyên gia nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong phạm vi đề tài đề cập chủ yếu đến
khả năng khai thác thông tin về hiện trạng một số nhóm đối tượng tài nguyên thiên
nhiên mà sử dụng tư liệu viễn thám sẽ hiệu quả hơn phương pháp truyền thống khác.
Việc kết hợp ứng dụng công nghệ viễn thám với công nghệ hệ thống thông tin địa lý
đã rút ngắn thời gian thi công so với công nghệ truyền thống trước đây và tăng độ
chính xác, tính logíc, hiện thời của thông tin bản đồ. Khả năng lưu trữ và cập nhật
thông tin của công nghệ này sẽ đảm bảo cho tính kế thừa, và thuận lợi cho việc bổ
sung, hoàn thiện thêm thông tin của bộ bản đồ.
11
Với định hướng như vậy, đề tài xác định thử nghiệm trong phạm vi cấp tỉnh và
tập trung khai thác thông tin, xây dựng quy trình công nghệ để thành lập một số bản đồ
cần thiết trong bộ bản đồ tài nguyên thiên nhiên như diễn giải dưới đây:
1. Mục tiêu của đề tài :
- Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng tư liệu ảnh viễn thám trong việc
đánh giá hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi
trường cấp tỉnh;
- Đề xuất ra quy trình công nghệ sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp với
công nghệ GIS để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công
tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh;
2. Nội dung nghiên cứu ứng dụng và triển khai thực nghiệm
2.1. Nghiên cứu hiện trạng ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng bản đồ hiện
trạng tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam.
2.2. Nghiên cứu hiện trạng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản
đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên trên thế giới.
2.3. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS xây
dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên.
2.4. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ sinh
thái, hiện trạng lớp phủ mặt đất, hiện trạng mạng lưới thuỷ văn, hiện trạng lớp
phủ rừng, hiện trạng phân bố các vùng nuôi trồng thuỷ sản, hiện trạng phân bố
các vùng đất ngập nước, hiện trạng tài nguyên du lịch.
2.5. Nghiên cứu mối liên hệ giữa chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh (NDVI) với
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên.
2.6. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thành lập bộ bản đồ hiện trạng
tài nguyên thiên nhiên trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS.
2.7. Hợp tác với Thái Lan: tham quan, học hỏi kinh nghiệm ứng dụng công
nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường tại Thái Lan.
2.8. Triển khai thử nghiệm thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên
nhiên trong phạm vi Thành phố Hải Phòng:
12
2.8.1. Nghiên cứu đánh giá, thu thập tài liệu, tư liệu ảnh vệ tinh phục vụ thành
lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch cấp
tỉnh khu vực thử nghiệm
2.8.2. Lập mẫu khoá ảnh viễn thám các đối tượng chuyên đề phục vụ thành lập
các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên khu vực thử nghiệm
2.8.3. Xử lý ảnh, phân loại các đối tượng trên ảnh viễn thám phục vụ thành lập
các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên
2.8.4. T