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

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!

pdf330 trang | Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 2346 | Lượt tải: 1download
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
Tài liệu liên quan