Đề tài 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

ến +1. IPVI = NIR/(NIR+RED) (2.5) II.3.4. Chỉ số DVI (Difference Vegetation Index) DVI là chỉ số thực vật hiệu được mô tả bởi Richardson và Overitt vào năm 1992. o Chỉ số trực giao o Đường thẳng chuẩn thực vật song tuyến với đường ranh giới đất. o Đường ranh giới đất có hệ số nghiêng tùy ý và đi qua điểm gốc. o Phạm vi vô cực (∞). DVI = NIR - red (2.6) II.3.5. Chỉ số PVI (Perpendicular Vegetation Index) PVI là chỉ số thực vật trực giao được mô tả bởi Richadson và Wiegand vào năm 1977. o Chỉ số trực giao 34 o Đường thẳng chuẩn thực vật song tuyến với đường ranh giới đất. o Đường ranh giới đất có hệ số nghiêng tùy ý và đi qua điểm gốc. o Phạm vi từ -1 đến +1. PVI = sin(a)NIR – cos(a) red (2.7) Ở đây (a) là góc giữa đường ranh giới đất và trục NIR. II.3.6. Chỉ số WDVI (Weighted Difference Vegetation Index) WDVI là chỉ số thực vật sai phân trọng số được mô tả bởi Clevers vào năm 1988.Nó có quan hệ tương tự như quan hệ IPVI với NDVI. Giống như PVI, WDVI rất nhạy cảm với các biến số khí quyển. o Chỉ số trực giao o Đường thẳng chuẩn thực vật song tuyến với đường ranh giới đất. o Đường ranh giới đất có hệ số nghiêng tùy ý và đi qua điểm gốc. o Phạm vi vô cực (∞). WDVI = NIR- g x RED (2.8) Ở đây (g) độ nghiêng của đường ranh giới đất. [26] II.4. Xây dựng hệ phân loại của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên (khu vực thử nghiệm) Hệ phân loại của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên (khu vực thử nghiệm) được xây dựng theo nguyên tắc: o Mang tính kế thừa. o Đảm bảo nguyên tắc đồng bộ của bộ bản đồ. o Dễ hiểu, dễ hình dung. o Phù hợp với khả năng cung cấp thông tin của tư liệu viễn thám hiện có. o Các đối tượng trong hệ phân loại đáp ứng yêu cầu phân tách được đối tượng trên các tư liệu thu thập ở các thời gian khác nhau. o Hệ thống phân loại có thể mở rộng để áp dụng được cho nhiều vùng rộng lớn. Nhưng vẫn thể hiện được đặc điểm đặc trưng của khu vực. o Hệ thống phân loại phân chia các đối tượng theo các cấp bậc nên phù hợp với việc phân tích đối tượng trên các tư liệu có độ phân giải khác nhau, đáp ứng yêu cầu thành lập bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau. o Mã loại các đối tượng trong hệ phân loại phải thể hiện được nội dung của đối tượng và đảm bảo tính thống nhất của bộ bản đồ. Để có thể cập nhật thêm các thông tin mà không ảnh hưởng đến các nguyên tắc trên, mã loại của các đối tượng 35 trong các bản đồ được xây dựng dựa trên nguyên tắc của bản đồ hiện trạng sử dụng đất, là sử dụng các kí tự dạng chữ cái viết tắt nội dung của đối tượng. Ngoài nội dung chuyên môn thể hiện trong hệ phân loại, trên bản đồ còn thể hiện các yếu tố nội dung nền địa lý có ý nghĩa bổ trợ thêm thông tin giúp cho người sử dụng hình dung qui luật phân bố, mối quan hệ giữa các đối tượng để khai thác thông tin hiệu quả. 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 II.5.1. Quy định chung + Quy định về thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên được xây dựng dựa trên những yêu cầu kỹ thuật cơ bản cho việc thành lập bản đồ địa hình và bản đồ chuyên đề ở tỷ lệ tương đương (cụ thể là bản đồ hiện trạng sử dụng đất) do Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành. + Bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên được thành lập bằng các phương pháp sau: - Phương pháp xử lý và giải đoán ảnh viễn thám. - Phương pháp phân tích bằng GIS. - Phương pháp chuyên gia. - Phương pháp điều tra thực địa. - Phương pháp biên vẽ từ bản đồ. - Phương pháp thống kê. Trên thực tế để thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, phải sử dụng kết hợp tất cả các phương pháp thành lập bản đồ, trong đó vai trò chủ đạo thuộc về phương pháp viễn thám và GIS. Các phương pháp còn lại sẽ hỗ trợ để tăng độ chính xác cho việc cập nhật và khai thác thông tin của bản đồ. + Cơ sở toán học của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên cấp tỉnh tuân theo quy định tại Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12/7/2000 của Thủ tướng Chính phủ về sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam; Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/2/2007 và hướng dẫn 1123/ĐĐBĐ-CNTĐ ngày 26/10/2007 của Cục Đo đạc và Bản đồ về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84 và hệ tọa độ quốc gia Việt Nam-2000. 36 - E-líp-xô-ít quy chiếu WSG-84 với kích thước: + Bán trục lớn: 6.378.137 m; + Độ dẹt: 1/298, 257223563. - Lưới chiếu bản đồ: Bộ bản đồ được thành lập cho phạm vi cấp tỉnh nên thống nhất lựa chọn lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 6o có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9996. - Tỷ lệ của bộ bản đồ được lựa chọn dựa vào: kích thước, diện tích, hình dạng của đơn vị hành chính. Tỷ lệ của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên được quy định trong bảng 1. Bảng 1: Tỷ lệ của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên Đơn vị thành lập bản đồ Tỷ lệ bản đồ Quy mô diện tích tự nhiên (ha) Cấp tỉnh 1: 50.000 1: 100.000 Dưới 350.000 Trên 350.000 Khi diện tích tự nhiên của đơn vị hành chính xấp xỉ dưới hoặc trên của khoảng giá trị quy mô diện tích trong cột 3 của thì được phép chọn tỷ lệ bản đồ lớn hơn hoặc nhỏ hơn một bậc so với quy định. + Tài liệu dùng để thành lập bộ bản đồ là các loại tư liệu viễn thám, bản đồ địa hình, chuyên đề và các tài liệu khác đảm bảo các quy chuẩn kỹ thuật quy định và có cơ sở pháp lý. + Độ chính xác về hình học: lấy tương đương theo quy định đã ban hành [18] của bản đồ nền bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở cùng tỷ lệ: - Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung bản đồ nền ≤ ±0,3mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền . - Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung bản đồ nền ≤ ±0,2mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền . - Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung hiện trạng tài nguyên thiên nhiên sang bản đồ nền không vượt quá ±0,7mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền . - Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung hiện trạng tài nguyên thiên nhiên sang bản đồ nền không được vượt quá ±0,5mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền. + Mức độ chi tiết về nội dung bản đồ: - Về hình học các yếu tố nội dung chuyên môn được thể hiện với diện tích nhỏ 37 nhất từ 0,5-9mm2 tùy theo từng đối tượng. - Về định tính thể hiện theo quy định hệ phân loại của từng bản đồ và được xác định cụ thể trong quy định của phụ lục 2. + Phần mềm sử dụng: - Số hóa: MicroStation - Phân tích thông tin và lưu trữ dữ liệu: ArcGIS 9.0. + Các chỉ tiêu kỹ thuật chi tiết: - Yêu cầu nét vẽ phải liên tục, mềm mại, chính xác theo dấu hiệu ảnh. Các điểm nút (vertex) ≥ 0,3mm tính theo tỷ lệ bản đồ. Kinh nghiệm trong thi công cho thấy: Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về đường nét trên bản đồ in ra, và dung lượng dữ liệu không quá lớn do việc phóng quá to đối tượng trên màn hình, cần tạo ra trên màn hình hệ thống lưới cách nhau 20 mm tính theo tỷ lệ bản đồ, nhằm đảm bảo trong quá trình đồ họa các đối tượng được số hóa cùng một mức độ chi tiết như nhau theo đúng chỉ tiêu kỹ thuật. - Thể hiện sông, kênh 1 nét trên bản đồ nền khi có chiều dài ≥20mm tính theo tỷ lệ bản đồ và thể hiện trên bản đồ hiện trạng Mạng lưới thuỷ văn khi có chiều dài ≥ 10mm tính theo tỷ lệ bản đồ. - Sông, kênh có hai đường bờ cách nhau ≥ 0,5mm tính theo tỷ lệ bản đồ được thể hiện dạng vùng (2 nét). - Thể hiện trên bản đồ nền hồ, ao tự nhiên và nhân tạo có diện tích mặt nước ≥ 2mm2 tính theo tỷ lệ bản đồ và thể hiện trên bản đồ hiện trạng Mạng lưới thuỷ văn có diện tích mặt nước ≥1mm2 tính theo tỷ lệ bản đồ. - Thể hiện các đảo, bãi bồi, doi cát trong lòng sông hồ, biển có diện tích ≥0,5mm2 tính theo tỷ lệ bản đồ. - Ranh giới các yếu tố nội dung được lấy trùng với đường ô tô nhựa và cấp phối khi có khoảng cách ≤ 1mm tính theo tỷ lệ bản đồ; được lấy trùng với đường bờ nước và các yếu tố nền dạng đường khác khi có khoảng cách ≤ 0,5mm tính theo tỷ lệ bản đồ. - Các khu vực có các yếu tố nội dung quan trọng sẽ thể hiện các đường có chiều dài ≥ 20mm tính theo tỷ lệ bản đồ và có thể lấy đến cấp đường mòn, các khu vực khác chỉ thể hiện các đường có chiều dài ≥ 30mm tính theo tỷ lệ bản đồ và lấy bỏ cấp đường 38 sao cho hệ thống đường liên tục và đến được những vị trí cần thiết với nội dung bản đồ. - Thể hiện các yếu tố nội dung chuyên môn dạng vùng của các bản đồ khi có diện tích ≥ 9mm2 tính theo tỷ lệ bản đồ. - Thứ tự thể hiện ưu tiên các đối tượng theo quy tắc thể hiện của bản đồ đã quy định trong quy định kỹ thuật bản đồ địa hình và bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã ban hành [18,19]. - Các mã loại đối tượng có vị trí chân text trong vùng đặt ở chế độ (left bottom). II.5.2. Quy trình công nghệ Bước 1. Công tác chuẩn bị: + Xây dựng đề cương: Công việc đầu tiên trong giai đoạn chuẩn bị là xây dựng đề cương. Khác với các trường hợp thành lập bản đồ theo các tư liệu có sẵn hoặc tài liệu thống kê, bản đề cương của bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên ở giai đoạn này còn mang rõ nét tính chất định hướng, nhất là phần nội dung và bản chú giải của bản đồ, vì việc khảo sát đối tượng nghiên cứu trong giai đoạn này mới chỉ mang tính chất sơ bộ. Các đặc trưng cần phản ánh trên bản đồ chỉ có thể xác định được đầy đủ sau từng giai đoạn đã nêu trên sơ đồ. Vì vậy trong giai đoạn tiếp theo, dựa vào kết quả khảo sát cụ thể cần hoàn chỉnh phần nội dung và bản chú giải của từng loại bản đồ. + Thu thập và đánh giá tư liệu: Mức độ đầy đủ, chính xác của việc thu thập và đánh giá, phân loại tư liệu ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, thời gian và kinh phí thành lập bản đồ. Công tác này sẽ thực sự hiệu quả nếu ngay từ đầu đã xây dựng được kế hoạch hợp lý. Thực tế quá trình nghiên cứu cho thấy cần lưu ý những điểm sau: - Xây dựng kế hoạch thu thập tài liệu: Thu thập sơ bộ về thông tin các tài liệu hiện có để định hướng kế hoạch thu thập và các loại tài liệu cần thu thập. Thông thường tài liệu cần thu thập bao gồm các bản đồ địa hình, hiện trạng sử dụng đất, các bản đồ chuyên đề có nội dung liên quan đã được thành lập; Các loại tư liệu viễn thám như ảnh vệ tinh, ảnh hàng không phủ trùm khu vực nghiên cứu; Các văn bản, số liệu quan trắc, thống kê... là kết quả của các dự án, các công trình nghiên cứu, điều tra cơ bản của các ngành, các cấp từ địa phương đến trung ương. 39 Do phần lớn thông tin tư liệu ở nước ta hiện nay chưa được lưu trữ theo một hệ thống và chưa có một quy chuẩn về nội dung cũng như khuôn dạng dữ liệu, nên cần thiết phải định hướng sơ bộ nguồn cung cấp tư liệu chính là ở đâu và các nguồn thông tin khác liệu có trùng lặp, mức độ tin cậy như thế nào, để giảm bớt thời gian và kinh phí thu thập tư liệu. Quá trình thu thập tư liệu ở địa phương thường thực hiện kết hợp trong quá trình kiểm tra và điều vẽ ngoại nghiệp. - Đánh giá, phân loại tư liệu: Các tài liệu đã thu thập về, cần được tiến hành phân loại và đánh giá tổng thể về khả năng và mức độ sử dụng dựa theo các tiêu chuẩn về yêu cầu nội dung, độ chính xác, mức độ phù hợp về thời gian và khuôn dạng của dữ liệu bản đồ cần thành lập. Công tác này cần tiến hành song song với công tác thu thập tài liệu để xác định ngay khả năng đáp ứng của thông tin đã thu thập và kịp thời vạch ngay kế hoạch bổ sung và xác định lại nội dung, phương pháp trình bày bản đồ khi nguồn thông tin không thể đáp ứng. Chất lượng nội dung của các bản đồ phụ thuộc rất nhiều vào việc xác định tư liệu chính để thành lập bản đồ, trên thực tế tư liệu mới nhất chưa hẳn đã là tư liệu tốt nhất nên việc đánh giá cần xem xét trên nhiều góc độ và đòi hỏi người khai thác tư liệu phải nắm rõ mục đích, yêu cầu công việc và đặc điểm, khả năng cung cấp thông tin của tư liệu. Đặc biệt với tư liệu viễn thám, ngoài yêu cầu đáp ứng về thời gian, còn phải quan tâm đến độ phân giải về hình học và về phổ của tư liệu này + Xây dựng thiết kế kĩ thuật: Bản thiết kế này được xây dựng trên cơ sở của đề cương và kết quả khảo sát về thông tin tư liệu, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu, dựa theo các quy định về kỹ thuật và định mức kinh tế hiện hành. Bản thiết kế do cơ quan có thẩm quyền phê duyệt, được sử dụng trong suốt quá trình thi công, là cơ sở để kiểm tra, nghiệm thu các sản phẩm đã hoàn thành và thanh quyết toán công trình. Tuy nhiên do nội dung của bản đồ chỉ thực sự hoàn thiện sau quá trình khảo sát ngoại nghiệp nên sẽ còn tồn tại những vấn đề cần bổ sung. Nội dung bổ sung này sẽ phải được giải trình hợp lý và có xác nhận của cấp có thẩm quyền. Để đảm bảo yêu cầu đồng bộ và có tính chỉnh hợp cao, việc xây dựng quy định kỹ thuật cho bộ bản đồ cần phải thực hiện theo các trình tự sau: 40 1. Thiết kế chung bộ bản đồ: bao gồm việc xác định các quy định chung như tư liệu sử dụng chính, cơ sở toán học, nội dung các lớp thông tin nền của bộ bản đồ và quyết định các bản đồ chuyên đề cần thành lập trong bộ bản đồ. 2. Lập chỉ dẫn điều vẽ, biên tập của từng bản đồ: Trên cơ sở thiết kế chung, và tình hình tư liệu hiện có, xây dựng chi tiết các chỉ tiêu kỹ thuật và nội dung chuyên môn của từng bản đồ. Thực tế quá trình thực hiện cho thấy các chỉ dẫn này không thể hoàn thiện ngay, mà sẽ được bổ sung trong suốt quá trình thi công. Theo các công đoạn thành lập bản đồ đã xây dựng 3 chỉ dẫn kỹ thuật, 1 bộ khóa ảnh vệ tinh SPOT 5 và thư viện kí hiệu trong môi trường ARCGIS. - Bảng mã loại [phụ lục 1]: Được xây dựng sau khi xác định hệ phân loại của từng bản đồ, thể hiện sự phân tách và mối liên hệ của các yếu tố nội dung theo các chuyên đề. Trên bảng này các yếu tố nội dung của từng chuyên đề được mã hóa bằng các kí tự, trong đó có cột mã loại điều vẽ tổng hợp thể hiện nội dung chi tiết nhất được tổng hợp từ nội dung của các chuyên đề nhằm phục vụ công tác điều vẽ tổng hợp các yếu tố nội dung trên cùng một file dữ liệu và phân tách các nội dung trong CSDL. - Bộ khóa ảnh vệ tinh SPOT 5 [phụ lục 2]: Việc nhận biết các đối tượng trên ảnh được thực hiện ngay từ khi bắt tay vào công tác điều vẽ nội nghiệp, nhưng bộ khóa ảnh chỉ thực sự hoàn thành sau quá trình kiểm tra ngoại nghiệp. Bộ khóa ảnh này là một sản phẩm hướng dẫn điều vẽ hiệu quả cho công tác điều vẽ và kiểm tra nội nghiệp tiếp theo. - Bảng hướng dẫn số hóa và biên tập các yếu tố nội dung của bộ bản đồ [phụ lục 3]: Đây là bản quy định tổng hợp bao gồm các chỉ tiêu kỹ thuật chung và chi tiết cho từng bản đồ được thể hiện kèm theo bảng phân lớp các yếu tố nội dung phục vụ công tác số hóa và biên tập dữ liệu trong phần mềm MicroStation. Theo tiến trình thực hiện công việc, bản quy định này được xây dựng đầu tiên nhưng hoàn thiện lại gần sau cùng. - Khung cấu trúc cơ sở dữ liệu [phụ lục 4]: Trên cơ sở các quy định về các yếu tố nội dung của bộ bản đồ đã xây dựng, tiến hành thiết kế khung cấu trúc CSDL để phục vụ công tác xây dựng CSDL của bộ bản đồ. - Thư viện kí hiệu trong môi trường ARCGIS [phụ lục 5]: Dựa trên các quy định kí hiệu bản đồ trong phần mềm MicroStation và thiết kế thêm một số kí hiệu bổ 41 sung đã xây dựng thư viện kí hiệu trong môi trường ARCGIS phục vụ công tác trình bày, biên tập để in các sản phẩm bản đồ được kết xuất từ CSDL của bộ bản đồ. Trong các văn bản hướng dẫn kỹ thuật này, Bảng mã hóa hay quy định nội dung điều vẽ tổng hợp thực sự là kim chỉ nam cho toàn bộ quá trình điều vẽ và tách các thông tin của bộ bản đồ. Trong quá trình xây dựng quy định này cần lưu ý thực hiện các bước công việc theo trình tự sau: 1. Xác định việc sử dụng mã loại là kí tự dạng số hay dạng chữ: Mã loại của các đối tượng trên bản đồ không chỉ là một kí hiệu của bản đồ, mà còn thể hiện thuộc tính của đối tượng đó trong cơ sở dữ liệu. Chính vì vậy mã loại đối tượng phải thể hiện được nội dung của đối tượng và đảm bảo tính thống nhất của bộ bản đồ. Dựa trên nguyên tắc xây dựng mã loại của bản đồ hiện trạng sử dụng đất, đề tài đã quy định mã loại cho các bản đồ trong bộ bản đồ theo hệ phân loại và quy định mã loại được trình bày ở phụ lục 1. 2. Xác định những nội dung cơ bản chung của bộ bản đồ, trên cơ sở đó tách các thông tin chi tiết hơn theo từng nội dung chuyên đề. Qua thực tế sản xuất cho thấy nên lựa chọn bản đồ chuyên đề có nội dung phản ánh thông tin từ tư liệu viễn thám trung thực và đầy đủ nhất để làm căn cứ tách các thông tin của các bản đồ còn lại (cụ thể với bộ bản đồ này đã lựa chọn nội dung của bản đồ lớp phủ mặt đất). Bước 2. Xử lý ảnh viễn thám: Tư liệu ảnh viễn thám qua các công đoạn xử lý số để tạo ra những sản phẩm bình đồ ảnh phù hợp với các phương pháp khai thác thông tin khác nhau nhằm cung cấp tối đa lượng thông tin về vị trí phân bố, đặc điểm cấu trúc và phần nào tính chất của các đối tượng mặt đất. Quá trình này thực chất là cả một quy trình sản xuất, trong quy trình công nghệ này chỉ trình bày những công đoạn sản xuất chính sau: lập mô hình số độ cao; đo khống chế ảnh; nắn chỉnh hình học; xử lý phổ, tăng cường chất lượng ảnh, thành lập bình đồ ảnh viễn thám, phân loại ảnh tự động. + Lập mô hình số độ cao: Mô hình số địa hình phục vụ nắn ảnh được thành lập từ bản đồ địa hình. Phần mềm sử dụng là ARC/INFO với các Modul TIN và GRID. + Đo khống chế ảnh: Để đo khống chế ảnh, các tư liệu ảnh viễn thám phải được nhập vào hệ thống. Do các tư liệu ảnh viễn thám được lưu trữ ở nhiều khuôn dạng khác nhau, có loại ảnh đã ở dạng số tương thích với các thiết bị và phần mềm xử lý hiện có, nhưng có loại chưa tương thích, nên để đăng nhập dữ liệu vào hệ thống xử 42 lý ảnh cần phải chuẩn hoá dữ liệu cho phù hợp hoặc nhập vào hệ thống thông qua một phần mềm trung gian. Đo khống chế ảnh là công việc lựa chọn, đo đạc, xác định các điểm khống chế. Điểm khống chế ảnh được chọn để phục vụ cho việc mô hình hóa, nắn ảnh vệ tinh và được lựa chọn trên bản đồ tỷ lệ lớn hơn hoặc xác định bằng phương pháp đo đạc ngoại nghiệp với công nghệ đo GPS. Số lượng điểm khống chế được chọn tùy thuộc vào phương pháp nắn ảnh và loại ảnh được sử dụng. Nhưng nhìn chung số lượng điểm vào khoảng từ 10 đến 12 điểm cho 1 cảnh ảnh và được bố trí rải đều. Trường hợp nhiều tấm ảnh nằm trên cùng một dải ảnh thì có thể chọn 15-18 điểm cho cả dải, trên mỗi cảnh ảnh phải có ít nhất 2 điểm kiểm tra. + Nắn chỉnh hình học: Trên cơ sở mô hình số độ cao và các điểm khống chế, tiến hành công việc nắn ảnh vệ tinh. Đó là việc nắn chỉnh về hệ toạ độ của bản đồ và khử các sai số do chênh cao của địa hình gây ra. Bình đồ ảnh sau khi thành lập phải đảm bảo các yêu cầu về độ chính xác như sau: Sai số vị trí điểm đối với các địa vật rõ rệt ≤ 0,4 mm và ≤ 0,6 mm đối với các địa vật không rõ ràng trên ảnh. Do tư liệu ảnh thu nhận được theo từng dải, từng ảnh đơn lẻ có thể không phủ trùm khu vực nghiên cứu, nên sau khi nắn chỉnh hình học sẽ cần thiết phải tiến hành cắt, ghép bình đồ ảnh, quá trình này cần lưu ý những điểm sau: 1. Để thuận lợi cho việc tiếp biên và công tác điều vẽ ở khâu sau các mảnh bình đồ ảnh được cắt chờm ra ngoài khung 8 mm tính theo tỉ lệ bản đồ cần thành lập. 2. Khi ghép mảnh phải xử lý ở mức tối đa để tông màu ở hai bên đường ghép gần như nhau. Vết ghép không được đi qua các điểm khống chế. Vết ghép phải đi qua các điểm địa vật có sai số tiếp khớp nhỏ nhất, không được cắt theo các địa vật hình tuyến. + Xử lý phổ, tăng cường chất lượng ảnh: Chất lượng của bình đồ ảnh phụ thuộc rất nhiều vào việc xử lý phổ. Đối với mỗi loại ảnh vệ tinh khác nhau sẽ có những phương án xử lý phổ khác nhau. Nhưng kết quả cuối cùng phải đảm bảo khả năng thông tin của ảnh dễ đoán đọc nhất. Các công cụ được dùng để xử lý phổ gồm có: Dãn tuyến tính, phi tuyến và các phin lọc (Tần số cao: nổi bật các yếu tố đường nét; Tần số thấp: giảm nhiễu). Có rất nhiều phương án về tổ hợp màu khác nhau; nhưng phương án tạo tổ hợp màu giả với thực vật phản xạ màu đỏ và tổ hợp màu tự nhiên hoặc kết 43 hợp thêm kênh chỉ số thực vật, kênh ảnh có độ phân giải cao (Panchromatic) thường được lựa chọn vì đã kiểm nghiệm trong thực tế sản xuất nhiều năm qua tại Trung tâm Viễn thám. +Thành lập bình đồ ảnh viễn thám: Dữ liệu bình đồ ảnh số được xuất ra khuôn dạng file *.tif để có thể sử dụng thuận tiện trong các phần mềm thông dụng khác. Việc trình bày khung và các nội dung bổ trợ khác trên bình dồ ảnh sẽ được thực hiện trên các phần mềm biên tập kết hợp vector và raster (ví dụ như Macromedia Freehand 10). Các phần mềm này có thể tạo ra các bảng chắp, sơ đồ, hình vẽ…theo yêu cầu của từng loại bình đồ ảnh hay bản đồ ảnh. + Phân loại ảnh tự động: Dữ liệu ảnh vệ tinh sau quá trình nắn chỉnh hình học, xử lý tạo các kênh ảnh chuyên đề như chỉ số thực vật, được phân loại tự động có giám sát để tạo ra các ảnh phân loại hỗ trợ thêm quá trình suy giải ảnh bằng mắt và đáp ứng nhu cầu thông tin nhanh chóng mà chưa đòi hỏi độ chính xác cao. Quá trình phân loại có giám sát được tiến hành theo các bước : 1. Xác định các loại đối tượng cần phân lớp 2. Tiến hành lựa chọn các vùng mẫu tiêu biểu cho các đối tượng trên ảnh cần phân loại. 3. Sử dụng các thuật toán đã có trong các phần mềm xử lý ảnh như khoảng cách ngắn nhất, hình hộp, xác xuất cực đại ... để tự động gán giá trị các pixels đã lựa chọn từ các vùng mẫu tạo ra ảnh phân loại theo các lớp đã xác định. Thuật toán xác suất cực đại thường cho kết quả phân loại có độ chính xác cao so với các phương pháp khác. Hạn chế cơ bản của thuật toán này là khối lượng tính toán lớn do đó làm tăng đáng kể thời gian xử lý so với các thuật toán khoảng cách ngắn nhất hoặc hình hộp. Bước 3. Thành lập bản đồ nền: là quá trình biên tập nội dung bản đồ địa hình (tổng hợp, lấy bỏ nội dung theo quy định), kết hợp với suy giải ảnh viễn thám, bổ sung các thông tin mới nhất nhằm chỉnh sửa các lớp thông tin cơ bản: Thủy hệ, địa hình, giao thông, dân cư, địa giới hành chính để xây dựng các lớp thông tin nền địa lý chung của khu vực thành lập bản đồ. Bước 4. Điều vẽ nội nghiệp: Trên cơ sở các quy định kỹ thuật, các yếu tố nội dung đã tách từ tư liệu ảnh vệ tinh, được trình bày tổng hợp trên một file dữ liệu, nhằm 44 đảm bảo yêu cầu về tính chỉnh hợp, đồng bộ của bộ bản đồ. Công tác điều vẽ nội nghiệp bao gồm: + Sử dụng toàn bộ các tư liệu đã được thu thập để điều vẽ nội nghiệp, tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra. + Đánh dấu các đối tượng, các khu vực cần xác minh ngoại nghiệp. Bước 5. Kiểm tra ngoại nghiệp: Là quá trình kiểm tra lại kết quả điều vẽ nội nghiệp và bổ sung các thông tin trên tư liệu ảnh viễn thám không thể xác định trong nội nghiệp. Ngoài ra còn có nhiệm vụ thu thập thêm các tài liệu chuyên ngành khác. Để công tác kiểm tra và điều vẽ ngoại nghiệp hiệu quả cần thực hiện tốt các nhiệm vụ sau: + In bản đồ ảnh bao gồm các yếu tố nội dung đã được điều vẽ và đánh dấu nội nghiệp để làm ma két hiện chỉnh. Trong trường hợp các khu vực có địa hình phức tạp và nhiều thay đổi nên kèm theo cả bản đồ địa hình ở tỷ lệ lớn hơn. + Trên cơ sở các nội dung đã được đánh dấu cần xác minh ngoại nghiệp, tiến hành vạch tuyến khảo sát, xác định rõ các nhiệm vụ và phương pháp thực hiện từ nội nghiệp. + Chuẩn bị kỹ lưỡng các trang thiết bị cần thiết như các dụng cụ đo đạc, máy ảnh, dụng cụ ghi chép, đánh dấu, lưu trữ, bảo quản tài liệu và các trang thiết bị cá nhân khác... + Ghi nhật ký mô tả cụ thể các công việc đã thực hiện theo từng điểm, tuyến khảo sát. Tiến hành chỉnh sửa, bổ sung các yếu tố nội dung trên ma két hiện chỉnh. + Báo cáo kết quả kiểm tra ngoại nghiệp. Để có được một thư viện về khóa ảnh phục vụ công tác điều vẽ nội nghiệp nên tiến hành đồng thời việc xây dựng bổ sung các mẫu khóa ảnh sau mỗi quá trình kiểm tra và điều vẽ ngoại nghiệp. Công việc này sẽ giúp cho công tác điều vẽ nội nghiệp ngày càng hiệu quả hơn, giảm bớt công tác ngoại nghiệp. Bước 6. Chuyển vẽ, số hoá: Kết quả điều vẽ bổ sung ngoại nghiệp và kết quả xử lý tài liệu bản đồ được chuyển vẽ và số hoá bổ sung vào kết quả điều vẽ nội nghiệp. Sau quá trình sửa chữa bổ sung ngoại nghiệp, các lớp thông tin được biên tập lại theo quy định dữ liệu số trong phần mềm MicroStation. Bước 7. Chuẩn hoá: Quá trình chuẩn hoá dữ liệu các lớp thông tin chuyên đề được thực hiện trong phần mềm MicroStation và ArcGis theo các bước sau: 45 1. Chuẩn hoá dữ liệu trong phần mềm MicroStation theo quy định trong bảng phân lớp [phụ lục 3] và đảm bảo yêu cầu topology của dữ liệu, nhằm cung cấp nguồn dữ liệu đầu vào chuẩn để thực hiện các khâu tiếp theo trong phần mềm ArcGis. 2. Kiểm tra dữ liệu trước khi chuyển sang phần mềm ArcGis. 3. Chuẩn hoá dữ liệu trong phần mềm ArcGis theo thiết kế khung CSDL [phụ lục 4] nhằm đáp ứng yêu cầu để xử lý, lưu trữ, cập nhật thông tin trong phần mềm này. Bước 8. Xây dựng cơ sở dữ liệu: Quá trình này được thực hiện trong phần mềm ArcGis, dữ liệu đầu vào là kết quả điều vẽ tổng hợp các yếu tố nội dung và các thông tin thuộc tính khác. Bao gồm các bước thực hiện chính sau: 1. Chiết xuất từ các nguồn dữ liệu đầu vào (dữ liệu điều vẽ tổng hợp, các thông tin thuộc tính khác) thành các lớp thông tin chuyên đề như thiết kế CSDL GIS. 2. Gán thuộc tính (gán mã) cho tất cả các đối tượng như thiết kế CSDL. 3. Kiểm tra dữ liệu sau khi gán thuộc tính. Bước 9. Chiết tách và tổng hợp các thông tin: Trên cơ sở các lớp thông tin đã gán thuộc tính sẽ chiết tách và tổng hợp các thông tin theo nội dung của từng bản đồ để chuyển sang khâu biên tập và in ấn. Bước 10. Biên tập : Sau khi có đủ các lớp thông tin của từng bản đồ, tiến hành biên tập, trình bày nội dung của từng bản đồ theo thiết kế kỹ thuật. Sản phẩm của quá trình này bao gồm: 1. Bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên: Bản đồ sau khi biên tập xong sẽ được kiểm tra và in ấn theo đúng quy định. 2. Số liệu: Sử dụng phần mềm ArcGis đưa ra các số liệu của từng lớp thông tin theo mục đích sử dụng, có thể bao gồm các số liệu thống kê, bảng biểu, diện tích .... Bước 11. Kiểm tra, nghiệm thu: bao gồm các bước sau 1. Công tác kiểm tra, nghiệm thu bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên thực hiện theo Thông tư số 02/2007/TT-BTNMT ngày 12 tháng 02 năm 2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình, sản phẩm đo đạc và bản đồ. 2. Căn cứ để kiểm tra, nghiệm thu bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên: Bao gồm Thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình đã được phê duyệt và các văn bản dùng làm căn cứ thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. 46 3. Công tác kiểm tra, nghiệm thu phải tiến hành thường xuyên có hệ thống nhằm phát hiện các sai sót, tìm biện pháp khắc phục sửa chữa kịp thời. Không cho phép chuyển những tồn tại trong thành quả của công đoạn trước cho công đoạn sau giải quyết. Chỉ cho phép đưa các thành quả bản đồ đã được kiểm tra, nghiệm thu của công đoạn trước vào thực hiện ở công đoạn tiếp theo. 4. Kết hợp giữa kiểm tra thường xuyên và kiểm tra định kỳ, giữa kiểm tra nội nghiệp và kiểm tra ngoại nghiệp. Người thực hiện phải kiểm tra toàn bộ công việc mình thực hiện. Đơn vị trực tiếp sản xuất phải thường xuyên kiểm tra sau mỗi công đoạn và trong suốt quá trình thực hiện. Cơ quan quản lý trực tiếp kiểm tra định kỳ và kiểm tra, nghiệm thu sản phẩm cuối cùng. Kết quả kiểm tra, ý kiến đề xuất được tổng hợp thành văn bản làm căn cứ cho việc kiểm tra lần sau và nghiệm thu sản phẩm. 5. Bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên được nghiệm thu phải đảm bảo các quy chuẩn kỹ thuật sau: 5.1. Đúng quy trình công nghệ nêu trong Thiết kế kỹ thuật – dự toán công trình đã phê duyệt, các tài liệu phục vụ thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phải đảm bảo đúng quy định trong Quy định này; 5.2. Các yếu tố nội dung bản đồ phải đầy đủ, phản ánh đúng hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, mức độ tổng hợp và biểu thị các yếu tố nội dung bản đồ theo đúng quy định trong Thiết kế kỹ thuật – dự toán công trình đã phê duyệt; 6. Kết quả kiểm tra, nghiệm thu phải được lập biên bản theo Thông tư số 02/2007/TT-BTNMT ngày 12 tháng 02 năm 2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình, sản phẩm đo đạc và bản đồ. Bước 12. Giao nộp sản phẩm: Sản phẩm được giao dưới dạng bản đồ số, bản đồ in, báo cáo thuyết minh của từng bản đồ chuyên đề, báo cáo tổng kết ghi trong đĩa CD. Thuyết minh của từng bản đồ chuyên đề trong bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên theo quy định sau: 1. Mỗi bản đồ chuyên đề phải có bản thuyết minh kèm theo. 2. Thuyết minh của từng bản đồ chuyên đề soạn thảo theo các nội dung sau: 2.1. Căn cứ pháp lý, sự cần thiết và mục đích, yêu cầu của việc thành lập bản đồ 47 chuyên đề; 2.2. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của đơn vị hành chính; 2.3. Thời điểm bắt đầu và kết thúc công việc thành lập bản đồ chuyên đề; 2.4. Các nguồn tài liệu được sử dụng và phương pháp công nghệ thành lập bản đồ chuyên đề; 2.5. Đánh giá chất lượng bản đồ chuyên đề gồm: khối lượng công việc thực hiện; mức độ đầy đủ, chi tiết và độ chính xác của các yếu tố nội dung; 2.6. Kết luận, kiến nghị. Khi giao nộp sản phẩm phải lập biên bản bàn giao sản phẩm theo quy định trong Thông tư số 02/2007/TT-BTNMT ngày 12 tháng 02 năm 2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình, sản phẩm đo đạc và bản đồ. Những điểm mới trong quy trình công nghệ: 1. Điều vẽ, chuyển vẽ, hiện chỉnh và biên tập bản đồ trực tiếp trên máy tính đảm bảo các yêu cầu: o Các đối tượng được số hóa với cùng một tỷ lệ thu-phóng màn hình, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra o Các đối tượng cần chuyển vẽ từ các tài liệu khác được đảm bảo về tương quan vị trí phân bố, phù hợp với các đối tượng chiết tách được trên tư liệu viễn thám. 2. Trong quá trình điều vẽ sử dụng kết hợp nhiều tư liệu ảnh viễn thám đã được xử lý phổ, nắn chỉnh hình học và phân loại tự động. 3. Các bản đồ được kết xuất từ một CSDL với mô hình dữ liệu không gian đồng bộ, dữ liệu thuộc tính logic được tiến hành theo trình tự: o Xây dựng nội dung riêng cho từng bản đồ, sau đó tiến hành tổng hợp lại theo một quy định chung nhằm thống nhất nội dung của bộ bản đồ trong cả quá trình thành lập. Đây là bước xây dựng hệ thống mã loại, xác định dấu hiệu điều vẽ, quy định các nhóm lớp thông tin, xây dựng hệ thống kí hiệu và cấu trúc CSDL của bộ bản đồ o Sử dụng phần mềm Microstation để tiến hành điều vẽ tổng hợp nội dung của các bản đồ trên tư liệu ảnh vệ tinh. Đây là nguồn dữ liệu đồ họa tổng hợp đầu tiên, tạo nên dữ liệu không gian có tính logic cao và đảm bảo yêu cầu đồng bộ của CSDL bộ bản đồ o Sử dụng phần mềm ARC GIS để tích hợp, xử lý thông tin xây dựng CSDL một cách hệ thống, nhanh chóng kết xuất ra các sản phẩm bản đồ, bảng biểu thống kê… Hình 3: Sơ đồ quy trình thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên trên cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS 48 Chương III. Thử nghiệm thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên trong phạm vi Thành phố Hải Phòng Trình bày về các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng thông tin tư liệu, quá trình xử lý ảnh viễn thám, thành lập bản đồ nền, điều vẽ ảnh viễn thám, xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề và thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, tỉ lệ 1:100000 khu vực Thành phố Hải Phòng 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. Hình 4: Sơ đồ cấu trúc cơ sở dữ liệu các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên 49 50 Sau quá trình thực hiện đề tài thu được các kết quả sau: 1. Nghiên cứu cơ sở khoa học ứng dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS, mối liên hệ giữa chỉ số thực vật của ảnh vệ tinh (NDVI) với hiện trạng tài nguyên thiên nhiên, xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam cũng như trên thế giới. 2. Nghiên cứu 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. 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: + Xử lý ảnh, phân loại các đối tượng trên ảnh viễn thám, thành lập bình đồ ảnh viễn thám Aster và SPOT5 tỉ lệ 1:100 000 phục vụ thành lập các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. + Xây dựng hệ phân loại cho các bản đồ đã lựa chọn để thành lập trong bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. + Xây dựng bộ khóa ảnh vệ tinh SPOT5 phục vụ cho thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. + Xây dựng thư viện các kí hiệu trong môi trường ArcGIS phục vụ cho các bản đồ cần thành lập trong bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. + Xây dựng CSDL chuyên đề phục vụ cho thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. + Thành lập 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. 5. Quá trình thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên theo quy trình công nghệ ứng dụng ảnh vệ tinh và GIS chủ yếu được xử lý nội nghiệp và quá trình kiểm tra ngoại nghiệp đã khẳng định hiệu quả của phương pháp này. Hơn nữa việc xử lý tổng hợp các thông tin cùng một lúc và phân tách các lớp thông tin bản đồ nhờ sự hỗ trợ của các chương trình nhỏ trên máy tính đã tăng độ chính xác, tính chỉnh hợp của thông tin mà các phương pháp thành lập bản đồ trước đây mất nhiều thời gian để kiểm tra và chỉnh hợp. Qua đó cho thấy việc giảm bớt thời gian và kinh phí ngoại nghiệp, thời gian 51 sửa chữa, chỉnh hợp nội dung các bản đồ so với các phương pháp truyền thống trước đây là kết quả có giá trị cao về hiệu quả kinh tế của phương pháp thành lập bản đồ này. Các bản đồ chuyên đề được thành lập đạt các chỉ tiêu kỹ thuật sau: + Các bản đồ hiện trạng được thành lập ở tỷ lệ 1:100 000, hệ tọa độ VN-2000 (lưới chiếu UTM, Elipxoid WGS-84, múi chiếu 60, kinh tuyến trục 1050). + Độ chính xác về hình học: lấy tương đương theo quy định của bản đồ nền ở cùng tỷ lệ. + Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung bản đồ nền ≤ ±0,3mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền (tương đương 30m trên thực tế với tỷ lệ bản đồ 1: 100 000). + Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung bản đồ nền ≤ ±0,2mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền (tương đương 20m trên thực tế với tỷ lệ bản đồ 1: 100 000). + Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung hiện trạng tài nguyên thiên nhiên sang bản đồ nền không vượt quá ±0,7mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền (tương đương 70m trên thực tế với tỷ lệ bản đồ 1: 100 000). + Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung hiện trạng tài nguyên thiên nhiên sang bản đồ nền không được vượt quá ±0,5mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền (tương đương 50m trên thực tế với tỷ lệ bản đồ 1: 100 000). + Mức độ chi tiết về nội dung bản đồ: - Về hình học các yếu tố nội dung chuyên môn được thể hiện với diện tích nhỏ nhất từ 0,5-9mm2 tùy theo từng đối tượng. - Về định tính thể hiện theo quy định hệ phân loại của bản đồ. - Thể hiện trên bản đồ nền sông, kênh 1 nét khi có chiều dài là ≥2.000m (tương đương 20mm trên bản đồ) và thể hiện trên bản đồ hiện trạng Mạng lưới thuỷ văn khi có chiều dài là ≥1.000m (tương đương 10mm trên bản đồ). - Sông, kênh có hai đường bờ cách nhau ≥50m (tương đương 0,5mm trên bản đồ) được thể hiện dạng vùng (2 nét). - Thể hiện trên bản đồ nền hồ, ao tự nhiên và nhân tạo có diện tích mặt nước ≥20.000m2 (tương đương 2mm2 trên bản đồ) và thể hiện trên bản đồ hiện trạng Mạng lưới thuỷ văn có diện tích mặt nước ≥10.000m2 (tương đương 1mm2 trên bản đồ). - Thể hiện các đảo, bãi bồi, doi cát trong lòng sông hồ, biển có diện tích ≥5.000m2 (tương đương 0,5mm2 trên bản đồ). - Ranh giới các yếu tố nội dung được lấy trùng với đường ô tô nhựa và cấp phối khi có khoảng cách ≤ 100m; được lấy trùng với đường bờ nước và các yếu tố nền dạng đường khác khi có khoảng cách ≤ 50m. 52 - Các khu vực có các yếu tố nội dung quan trọng sẽ thể hiện các đường có chiều dài ≥2.000m (tương đương 20mm trên bản đồ) và có thể lấy đến cấp đường mòn, các khu vực khác chỉ thể hiện các đường có chiều dài ≥3.000m (tương đương 30mm trên bản đồ) và lấy bỏ cấp đường sao cho hệ thống đường liên tục và đến được những vị trí cần thiết với nội dung bản đồ. - Thể hiện các yếu tố nội dung chuyên môn dạng vùng của các bản đồ khi có diện tích ≥90.000m2 (tương đương 9mm2 trên bản đồ). + Các bản đồ chuyên đề đã thành lập đều đạt yêu cầu kỹ thuật cơ bản của việc thành lập bản đồ chuyên đề ở tỷ lệ tương đương (cụ thể là bản đồ hiện trạng sử dụng đất) do Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành. Trong quá trình thực hiện đề tài các tác giả đã gặp phải những điểm thuận lợi như có nhiều loại tư liệu viễn thám khác nhau để có thể tham khảo và hỗ trợ công tác suy giải ảnh vệ tinh như SPOT (2,4,5), ASTER, LANDSAT TM, AVNIR. và có đội ngũ cán bộ thực hiện đề tài là các chuyên gia có kinh nghiệm trong công tác ứng dụng viễn thám và GIS xây dựng các bản đồ chuyên đề khác nhau phục vụ công tác bảo vệ môi trường. Đã có các khó khăn như sau: + Khuôn dạng một số dữ liệu, tài liệu tham khảo không tương thích (lưới chiếu, hệ tọa độ ...) nên không thể dùng trực tiếp ngay trong GIS, cần phải chuẩn hóa đưa vào CSDL đòi hỏi thời gian và kinh nghiệm của các chuyên gia. + Tính thống nhất giữa các ngành để hình thành nên CSDL phù hợp với từng lĩnh vực; CSDL được xây dựng trong đề tài này là nền chung để các nhà khoa học chuyên ngành khai thác, chỉnh sửa, cập nhật những nội dung chuyên sâu hơn cho từng lĩnh vực; cần có đầu mối chung để chia sẻ và khai thác dữ liệu. Trong thời gian tới cần có những nghiên cứu chuyên sâu hơn hay mở rộng hơn về một số vấn đề sau: + Hoàn thiện xây dựng hệ phân loại phục vụ cho thành lập bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên mở rộng cho phạm vi cả nước. + Tiếp tục ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng các bản đồ chuyên đề khác như bản đồ hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước mặt, nước ngầm, hiện trạng chất lượng không khí, hiện trạng tài nguyên khoáng sản ... phục vụ cho công tác quy hoạch môi trường cấp tỉnh. 53 Phân tích một số kết quả hiện trạng tài nguyên thiên nhiên khu vực Hải Phòng Từ kết quả của bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành lập bằng phương pháp ứng dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS đã tính diện tích của từng loại hình sử dụng khu vực Thành phố Hải Phòng năm 2008 như sau: Bảng 2: Thống kê diện tích các loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2008 STT Nội dung Mã loại Diện tích (ha) 1 Đất bằng chưa sử dụng BCS 17718.01 2 Đất an ninh CAN 11.43 3 Đất có mục đích công cộng CCC 12.75 4 Đất quốc phòng CQP 376.07 5 Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp CSK 1941.13 6 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp CTS 24.34 7 Đất chợ DCH 273.02 8 Đất đồi núi chưa sử dụng DCS 160.79 9 Đất cơ sở giáo dục - đào tạo DGD 31.35 10 Đất giao thông DGT 357.87 11 Đất công trình năng lượng DNL 14.01 12 Đất bãi thải, xử lý chất thải DRA 11.75 13 Đất thuỷ lợi DTL 480.95 14 Đất cơ sở văn hóa DVH 139.03 15 Đất trồng cây hàng năm khác HNK 1925.17 16 Đất trồng cói kết hợp nuôi thuỷ sản HNK+TSL 322.42 17 Đất làm muối LMU 378.11 18 Đất trồng cây lâu năm khác LNK 17.23 19 Đất trồng cây ăn quả lâu năm LNQ 623.65 20 Đất chuyên trồng lúa nước LUC 52794.27 21 Đất trồng lúa kết hợp nuôi thuỷ sản LUC+TSN 1135.92 22 Đất trồng lúa nước còn lại LUK 5389.75 23 Đất có mặt nước chuyên dùng MNC 27.53 24 Núi đá không có rừng cây NCS 694.09 25 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 57.02 26 Đất ở tại đô thị ODT 4944.16 27 Đất ở tại nông thôn ONT 20511.55 28 Đất phi nông nghiệp khác PNK 1442.97 29 Đất trồng rừng đặc dụng RDM 18.81 54 30 Đất có rừng tự nhiên đặc dụng RDN 9416.03 31 Đất có rừng trồng đặc dụng RDT 643.53 32 Rừng ngập mặn kết hợp nuôi thuỷ sản RNM+TSL 2378.47 33 Đất khoanh nuôi phục hồi rừng phòng hộ RPK 145.02 34 Đất trồng rừng phòng hộ RPM 74.49 35 Đất có rừng tự nhiên phòng hộ RPN 7245.4 36 Đất có rừng trồng phòng hộ RPT 2949.24 37 Đất có rừng trồng sản xuất RST 43.02 38 Đất khu công nghiệp SKK 1952.9 39 Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối SON 6716.44 40 Đất nuôi trồng thuỷ sản nước lợ, mặn TSL 12694.57 41 Đất chuyên nuôi trồng thuỷ sản nước ngọt TSN 4961.9 Tổng 161056.16 Bảng 3: Thống kê cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2005-2008 STT Loại đất Diện tích 2005 (ha) Diện tích 2008 (ha) 1 Đất trồng lúa 48771 52794 2 Đất nông nghiệp khác 37912 9414 3 Đất nuôi trồng thuỷ sản 11317 17656 4 Đất lâm nghiệp 21609 22914 5 Đất khu công nghiệp 1106 1953 6 Đất ở 12229 25455 7 Các loại đất khác 18994 30870 Tổng 151938 161056 Biểu đồ 1: Cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2005 (Nguồn từ Vụ Đăng ký Thống kê – Bộ Tài nguyên và Môi trường) 55 Biểu đồ 2: Cơ cấu một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2008 Biểu đồ 3: Biến động một số loại hình sử dụng đất khu vực Hải Phòng năm 2005-2008 56 57 Kết luận Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm của 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 đưa ra được những kết luận sau: 1. Khẳng định ý nghĩa của phương pháp luận ứng dụng tư liệu viễn thám để thành lập các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên và bộ bản đồ đồng bộ có tính chỉnh hợp cao theo quan điểm hệ thống phục vụ công tác điều tra, đánh giá tài nguyên thiên nhiên, làm cơ sở cho công tác quy hoạch lãnh thổ, môi trường. Đây là tiền đề, là định hướng của quá trình thực hiện đề tài. 2. Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm của đề tài đã hoàn thiện quy trình công nghệ, ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên. Qua đó 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 nói riêng và có thể mở rộng ra trên quy mô cấp vùng hay cả nước. 3. Các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên và CSDL các lớp thông tin của bản đồ trong khu vực thử nghiệm, tuy chưa đầy đủ hết các thành phần tài nguyên nhưng đã đại diện đặc trưng cho những lĩnh vực tài nguyên đang nổi cộm về vấn đề khai thác để phát triển kinh tế là tài nguyên nước, đất, rừng và một phần của tài nguyên biển. Tính hiện thời, đồng bộ, có độ chính xác cao của các lớp thông tin bản đồ, đã thực sự hữu ích, là phương tiện hữu hiệu cho các nhà quản lý và quy hoạch. Trên CSDL đồng bộ này, sẽ rất thuận lợi để các nhà khoa học chuyên ngành khai thác, chỉnh sửa, cập nhật những nội dung chuyên sâu hơn cho từng lĩnh vực, từ đó tổng hợp và đưa ra những đánh giá, kết luận, định hướng phục vụ cho công tác quy hoạch môi trường cấp tỉnh nói chung và cụ thể ở đây là thành phố Hải Phòng. Kết quả thử nghiệm đã đáp ứng nhu cầu cấp thiết cho công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh hiện nay. 4. Có thể dựa vào kết quả thực nghiệm này để định hướng phương án sản xuất nhằm khai thác hiệu quả những tư liệu viễn thám mới được thu nhận từ trạm thu ảnh vệ tinh của Trung tâm Viễn thám Quốc gia. 58 Kiến nghị 1. Quá trình nghiên cứu và thử nghiệm của đề tài cho thấy, nhu cầu về nguồn thông tin đồng bộ, chính xác và chi tiết là rất cần thiết, nhưng việc xây dựng một hệ thống CSDL lớn, thống nhất tất cả các ngành thực sự là vấn đề khó khăn và phức tạp. Đề tài đã định hướng, hoàn thành tốt phần việc chuyên môn của các nhà bản đồ viễn thám, trên cơ sở thống nhất những kiến thức chuyên môn cơ bản với các ngành, hình thành nên CSDL cơ bản phù hợp với từng lĩnh vực. Trên CSDL cơ bản đã thống nhất về mô hình không gian và định tính cơ bản của các đối tượng, các chuyên gia thuộc các lĩnh vực khác sẽ hoàn thiện hơn theo từng lĩnh vực của mình, cuối cùng sẽ tổng hợp lại về một đầu mối chung để các ngành cùng chia sẻ và khai thác. 2. Để có thể thực hiện việc thành lập các bản đồ theo quy trình công nghệ đã đưa ra thuận lợi, thì việc xây dựng hệ phân loại đúng, hợp lý có nguyên tắc là rất cần thiết. Xây dựng một hệ phân loại chung, thống nhất như vậy đòi hỏi có sự kết hợp của các chuyên gia nhiều lĩnh vực. 3. Cần thiết phải có dự án sản xuất thử nghiệm xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên tại các vùng khác nhau, đưa ra đánh giá và kết luận cụ thể trước khi ứng dụng sản xuất rộng rãi ở các địa phương trên cả nước. 4. Để thuận lợi cho việc triển khai xây dựng bộ bản đồ trên quy mô lớn, cần phải có sự đầu tư đầy đủ trang thiết bị cho cơ sở sản xuất từ thiết bị đo đạc cầm tay để bổ sung ngoại nghiệp (GPS), đến các thiết bị xử lý nội nghiệp như máy tính và các phần mềm chuyên dụng, máy in. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phương pháp luận quy hoạch môi trường – Cục Môi trường, Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường. Hà Nội, tháng 12 năm 1998. 2. Quy hoạch môi trường, Vũ Quyết Thắng, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004. 3. Hướng dẫn: Xây dựng kế hoạch hành động bảo vệ môi trường cấp tỉnh – Cục Môi trường, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường. Hà Nội, tháng 12 năm 2001. 4. Đề án Quy hoạch bảo vệ môi trường thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An – Báo cáo Tổng hợp – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Địa lý; Sở Khoa học và Công nghệ - UBND Tỉnh Nghệ An. Hà Nội, tháng 2 năm 2004. 5. Báo cáo hiện trạng môi trường Hải Phòng tháng 7 năm 2002 - Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường Thành phố Hải Phòng. 6. Leonard Ortolano, 1984. Environmental Planning and Decision Making, John Wiley & Sons, New York, 1984. 7. Đề tài NCKH cấp Nhà nước (mã số 46-A-06-01): “Sử dụng tư liệu viễn thám để thành lập bản đồ cho mục đích khai thác lãnh thổ và bảo vệ thiên nhiên” 8. Dự án sản xuất thử nghiệm “Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân bố các vùng nhạy cảm môi trường” (Quyết định phê duyệt số 1657/QĐ - BTNMT ngày 29/10/2003). 9. Bản đồ mặt bằng vị trí khu công nghiệp (kèm theo công văn số 288/QH ngày 01/6/1999 của Viện Qui hoạch Hải Phòng). 10. Báo cáo đề tài về “Tài nguyên du lịch tự nhiên và nhân văn vùng nông thôn Hải Phòng”. Tác giả Phạm Văn Luân (dày 90 trang). 11. Danh mục di tích xếp hạng cấp thành phố Hải Phòng, tính đến ngày 06/4/2004, do Bảo tàng Hải Phòng cấp (dày 09 trang) 12. Danh sách các khu công nghiệp được điều chỉnh; có 34 khu và cụm khu phân bố theo địa điểm Quận và Huyện thuộc Hải Phòng (dày 01 trang) 13. “Phiếu thu thập và xử lý thông tin các khu bảo tồn biển bằng công nghệ GIS” - Trung tâm Khảo sát, nghiên cứu, tư vấn môi trường biển. Hà Nội, 11-1999. 14. Các vùng đất ngập nước có giá trị đa dạng sinh học và môi trường của Việt Nam. Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường - Cục Môi trường. Hà Nội - 2001. 15. Phạm Văn Cự và nnk, 2006. Sử dụng tư liệu viễn thám đa thời gian để đánh giá biến động chỉ số thực vật của lớp phủ hiện trạng và quan hệ với biến đổi sử dụng 60 đất tại tỉnh Thái Bình. Tuyển tập các công trình khoa học, Hội nghị khoa học Địa lý- Địa chính. Hà Nội, 09/2006.Tr.399-407. 16. Nguyễn Đình Dương, 2006. Phân loại lớp phủ Việt Nam bằng tư liệu Modis đa thời gian và thuật toán phân tích đồ thị đường cong phổ phản xạ. Tuyển tập các công trình khoa học, Hội nghị khoa học Địa lý-Địa chính. Hà Nội, 09/2006. Tr. 408- 415. 17. GS.TS. Vũ Trung Tạng, 2007. Sinh thái học Hệ sinh thái. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. Tr. 5 18.Quy định kỹ thuật “Số hoá bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1:25000, 1:50000 và 1: 100 000” 19. Ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất: Tỷ lệ 1:1000; 1:2000; 1:5000; 1:10 000; 1:25 000; 1:50 000; 1:100 000; 1:250 000 và 1:1 000 000 20. Trung tâm Viễn thám - 2004, Đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý phục vụ mục đích giám sát một số thành phần tài nguyên môi trường tại các khu vực xây dựng công trình thủy điện” - Hà Nội. 21. Trung tâm Viễn thám, Phân viện Hải dương học tại Hải Phòng, 1999, Bản đồ nhạy cảm dải ven biển vùng Quảng Ninh – Hải Phòng và Đà Nẵng, Hà Nội – Hải Phòng. 22. Tuyển tập các báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học địa lý toàn quốc lần thứ II, 2006. 23. Remote sensing and GIS integation: Towards intelligent imagery within a spatial data infrastructure. Mohamed Abdelrahim – October 2001. Geodesy and geomatics engineering UNB – Technical report No.210 24. Fundamentals of Remote sensing – A Canada Centre for Remote Sensing Tutorial. 25. Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án “Xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường tại Việt Nam”. 26. Terrill W. Ray “A FAQ on Vegetation in Remote Sensing”-Div. of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology.