Tích hợp GIS và viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên

- Tích hợp GIS và viễn thám phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên.
- Abstract: Trình bày tổng quan về GIS và viễn thám như: các thành phần GIS, chức năng GIS, đặc trưng của ảnh Viễn thám, các loại ảnh Viễn thám, Xử lý ảnh Viễn thám, Phân lớp ảnh Viễn thám.
- Nghiên cứu tích hợp GIS và ảnh viễn thám trong quản lý tài nguyên thiên nhiên.
- Keywords: Xử lý dữ liệu.
- Viễn thám.
- Hiện nay, nguồn tư liệu viễn thám được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong các nghiên cứu về tài nguyên thiên nhiên.
- Cùng với đó, thiết bị tin học được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý nhanh chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ.
- Vì vậy, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ các phần mềm GIS (Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý) sẽ góp phần khắc phục nhiều hạn chế của phương pháp truyền thống và đặc biệt hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá biến động trong quá trình sử dụng đất đai.
- Công nghệ GIS và Viễn thám là một giải phát hỗ trợ đắc lực cho vấn đề quản lý tài nguyên rừng, môi trường.
- Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ở trên thế giới.
- Ngày nay công nghệ viễn thám có khả năng áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:.
- Viễn thám ứng dụng trong quản lý sự biến đổi môi trường bao gồm: Điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ.
- Vẽ bản đồ thực vật.
- Viễn thám ứng dụng trong điều tra đất bao gồm: Xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng.
- Viễn thám trong lâm nghiệp, diễn biến của rừng bao gồm: Điều tra phân loại rừng, diễn biến của rừng.
- Viễn thám trong quản lý sử dụng đất bao gồm: Thống kê và thành lập bản đồ sử dụng đất.
- Tích hợp GIS và Viễn thám.
- Những kết quả ứng dụng viễn thám gần đây chỉ ra rằng giải quyết một vấn đề thực tiễn chỉ dựa đơn thuần trên tư liệu viễn thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trường hợp không thể thực hiện nổi.
- Vì vậy cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp trong đó tư liệu viễn thám giữ một vai trò quan trọng và kèm theo các thông tin truyền thông khác như số liệu thống kê, quan trắc, số liệu thực địa.
- Công nghệ GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn thám đưa ra các câu hỏi truy vấn, phân tích thống kê được thể hiện qua phép phân tích địa lý.
- CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ VIỄN THÁM 1.1.
- Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS.
- Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng.
- Dữ liệu.
- Capture: thu thập dữ liệu.
- Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể là bản đồ giấy, ảnh chụp, bản đồ số….
- Dữ liệu có thể được lưu dưới dạng vector hay raster..
- Người dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản đồ..
- Xác định những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi..
- Hiển thị bản đồ..
- Output: xuất dữ liệu.
- Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dưới nhiều định dạng: giấy in, Web, ảnh, file….
- Khái quát về Viễn thám 1.2.1.
- Định nghĩa: Viễn thám tiếng anh gọi là Remote Sending được hiểu như một khoa học, nghệ thuật thu nhận thông tin về đối tượng, khu vực hay hiện tượng trên bề mặt Trái đất mà không tiếp xúc trực tiếp với chúng.
- Thuật ngữ viễn thám (Remote sensing.
- Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh và rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực..
- Như vậy viễn thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng mà xác định nó qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km..
- Kỹ thuật viễn thám là một kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau như:.
- Đưa ra các sản phẩm dưới dạng bản đồ chuyên đề và tổng hợp..
- Đặc trƣng của ảnh Viễn thám.
- Cần phân biệt hai khái niệm ảnh (image) và ảnh chụp (photograph) trong viễn thám.
- Ảnh được hiểu là hình thức biểu diễn “cảnh” bất kỳ, không quan tâm đến bước sóng hay thiết bị viễn thám nào được sử dụng.
- Ảnh chụp và ảnh số 1.2.3 Các loại ảnh viễn thám [3].
- Khuôn mẫu dữ liệu ảnh viễn thám.
- Khuôn mẫu dữ liệu ảnh viễn thám mô tả cách thức dữ liệu được ghi lên thiết bị lưu trữ, ví dụ DVD.
- Một ảnh viễn thám thường được lưu trữ trong hai tệp, ví dụ với Landsat ETM+ như sau:.
- Tệp metadata: Chứa tập các mô tả bằng chữ hay số của dữ liệu lưu trữ trong tệp dữ liệu ảnh ( tệp thứ 2).
- Tệp dữ liệu ảnh: Chứa các giá trị điểm ảnh của các kênh 1-7, sắp xếp theo từng kênh..
- Tiếp theo là lưu trữ dữ liệu của dòng quét thứ 2,….
- Một số hệ thống vệ tinh và loại ảnh viễn thám Vệ tinh/Cảm biến thời tiết.
- Theo dõi và dự báo thời tiết là một trong những ứng dụng dân sự đầu tiên của vệ tinh viễn thám.
- Mặc dù tồn tại nhiều hệ thống vệ tinh thời tiết, tuy nhiên tất cả đều sử dụng cho mục đích giám sát bề mặt Trái đất, chúng không được thiết kế tối ưu cho mục đích lập bản đồ chi tiết bề mặt trái đất.
- Ban đầu được gọi là ERTS-1 (Earth Resource Technology Satellite), Landsat được thiết kế như một thử nghiệm để kiểm tra tính khả thi của việc thu thập dữ liệu quan trắc Trái đất đa quang phổ.
- Kể từ đó, chương trình đã thu thập được dữ liệu phong phú từ khắp nơi trên thế giới từ một số vệ tinh Landsat..
- Các vệ tinh viễn thám của Ấn Độ (IRS) kết hợp các tính năng của cảm biến MSS/TM và cảm biến HRV SOPT.
- Khái quát về xử lý ảnh Viễn thám.
- Để có thể sử dụng được dữ liệu viễm thám ta phải có khả năng tách thông tin có ý nghĩa từ ảnh.
- Nói cách khác là phải diễn giải và phân tích ảnh viễn thám.
- Phân tích ảnh viễn thám là thực hiện nhận biết, đo các đối tượng khác nhau trong ảnh để tách thông tin hữu ích về chúng.
- Để có thể xử lý số ảnh viếm thám, dữ liệu phải được thu thập dưới dạng số phù hợp và lưu trữ trong máy tính.
- Phân lớp ảnh viễn thám.
- sơ bộ tìm hiểu sự chia lớp của một vùng sắp khảo sát, và được sự dụng trong ứng dụng mà không có dữ liệu huấn luyện..
- TÍCH HỢP GIS VÀ ẢNH VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN.
- Như vậy tích hợp GIS và viễn thám là việc hợp nhất các ưu điểm của hai loại thành một thể thống nhất đồng thời tìm ra cách hạn chế của hai loại tư liệu nói trên..
- Thu thập ảnh viễn thám bằng phần mềm Terralook.
- Terralook đầu tiên được biết đến như một công cụ đơn thuần lưu trữ dữ liệu đồ họa về các khu bảo tồn thiên nhiên.
- Sau đó được phát triển, những ý tưởng chính do màu sắc của một phần mềm tích hợp dữ liệu ảnh vệ tinh với các dữ liệu đồ họa khác được hình thành rõ nét..
- Thu thập và tiền xử lý dữ liệu bản đồ véctơ.
- Thu thập, nhận diện và đo đạc dữ liệu GIS vào cùng thời điểm, cùng độ phân giải không gian, tuân thủ cùng một thủ tục nhận diện và nhập vào GIS theo cùng phương pháp là lý tưởng nhất.
- Nếu như vậy các thao tác phân tích trên khối dữ liệu đó mới cho kết quả có chất lượng cao.
- Nhưng trên thực tế, việc thu thập dữ liệu lại được thực hiện vào các thời điểm khác nhau và chúng thường có độ phân giải khác nhau.
- Một số dữ liệu được thu thập từ bản đồ có sẵn mà không biết được tọa độ thực, một số khác được thu thập bằng đo đạc trực tiếp..
- Nắn chỉnh dữ liệu bản đồ.
- Dữ liệu bản đồ ngoài việc được kiểm tra độ chính xác về mặt hình học còn cần được kiểm tra hiệu chỉnh về độ chính xác không gian.
- Đơn giản hóa dữ liệu không gian.
- Với một bản đồ có tỷ lệ nhất định, nhu cầu biểu diễn chi tiết các đối tượng là khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng và khai thác thông tin từ bản đồ đó.
- Hơn nữa, để thuận lợi cho việc xây dựng bản đồ ta cần giản lược hơn.
- Việc giản lược dữ liệu ở đây không làm ảnh hưởng tới số lượng đối tượng bản đồ mà chỉ làm đơn giản dữ liệu biểu diễn của từng đối tượng bản đồ đó, cụ thể là giảm bớt số lượng điểm biểu diễn đối tượng bản đồ.
- Việc giản lược dữ liệu đương nhiên sẽ ảnh hưởng đến độ chi tiết hay nói cách khác độ chính xác của bản đồ.
- dung lượng và sai số của bản đồ.
- Chồng ghép bản đồ.
- Phép chồng ghép lớp bản đồ là công cụ phân tích không gian rất có lợi thế và là một yếu tố quan trọng đứng phía sau sự phát triển của công nghệ GIS.
- Chồng ghép chính là sự gộp chung dữ liệu không gian và thuộc tính của hai hay nhiều lớp dữ liệu và công cụ này là một trong số các phép phân tích dữ liệu phổ biến và có sức mạnh lớn trong GIS..
- Các bước nghiên cứu biến động bằng phương pháp tích hợp GIS và viễn thám.
- Dựa trên công cụ phần mềm ENVI và ArcGIS cùng với bộ sưu tập dữ liệu ảnh có được từ Terralook ở trên, sử dụng phần mềm Terralook ta có được ảnh vệ tinh Landsat của vùng cần nghiên cứu, cụ thể trong đề tài này là khu vực tĩnh Vĩnh Phúc tại 2 thời điểm năm 2000 và.
- ENVI là một trong những phần mềm hàng đầu trong việc xử lý, thu nhận thông tin từ dữ liệu ảnh một cách nhanh chóng, dễ dàng và chính xác.
- Cùng với sự gia tăng về độ chính xác của dữ liệu ảnh thì vai trò của quá trình thu nhận và xử lý ảnh cũng tăng lên.
- ArcIMS dùng để đưa dữ liệu GIS lên Web.
- ArcSDE dùng làm cầu nối truy xuất vào các hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
- ArcExplore dùng truy cập nguồn dữ liệu trên Web.
- Hiển thị trực quan: Thể hiện dữ liệu theo sự phân bố không gian giúp người dùng nhận biết được các quy luật phân bố của dữ liệu các mối quan hệ không gian mà nếu sử dụng phương pháp truyền thống thì rất khó nhận biết.
- Tạo lập bản đồ: Nhằm giúp cho người sử dụng dể dàng xây dựng các bản đồ chuyên đề để truyền tải thông tin cần thiết một cách nhanh chóng và chuẩn xác, ArcMap cung cấp hàng loạt các công cụ để người dùng đưa dữ liệu của họ lên bản đồ, thể hiện, trình bày chúng sao cho có hiệu quả và ấn tượng nhất.
- quyết định: ArcMap cung cấp cho người dùng các công cụ để phân tích, xử lý dữ liệu không gian, giúp cho người dùng dể dàng tìm được lời giải đáp cho các câu hỏi như là “Ở đâu…?”,.
- Người dùng có thể xây dựng những bản đồ chất lượng và tạo các hiển thị tương tác để kết mối các báo cáo, đồ thị, biểu đồ, bảng biểu, bản vẽ, tranh ảnh và những thành phần khác với dữ liệu của người dùng.
- Họ có thể tìm kiếm, truy vấn thông tin địa lý thông qua các công cụ xử lý dữ liệu rất mạnh và chuyên nghiệp của ArcMap..
- Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ viễn thám đã có những bước phát triển mạnh mẽ, đặc biệt với sự trợ giúp của phần mềm ArcGIS, đã mang lại hiệu quả cao trong quá trình xử lý hình ảnh để thành lập các bản đồ chuyên đề khác nhau..
- Lê Thanh Bình (2010), Tích hợp GIS và ảnh viễn thám hỗ trợ quản lý vùng ven biến Hải Phòng, Luận văn Thạc sĩ, trường Đại học Thái Nguyên..
- Phát triển phần mềm xử lý ảnh viễn thám trên nền phần mềm GRASS..
- Bảo Huy (2009), GIS và viễn thám trong quản lý tài nguyên rừng và môi trường, Nhà xuất bản tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh, tr.
- Trần Hùng (2008), Xử lý và phân tích dữ liệu viễn thám với phần mềm ENVI, tr