VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Trong phạm vi địa giới hành chính huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh.
THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Các loại hình sử dụng đất chính trên địa bàn huyện Gia Bình.
- Tư liệu ảnh vệ tinh SPOT5 năm 2010 và ảnh vệ tinh SPOT6 năm 2015.
- Các phần mềm xử lý dữ liệu ENVI, ArcGIS…
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, tình hình quản lý đất đai của huyện Gia Bình
Huyện có vị trí địa lý thuận lợi, với địa hình và địa mạo đa dạng, tạo nên những cảnh quan thiên nhiên phong phú Khí hậu của huyện ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ sinh thái, trong khi thủy văn phong phú cung cấp nguồn nước dồi dào cho nông nghiệp và sinh hoạt Tài nguyên thiên nhiên phong phú, cùng với môi trường trong lành, góp phần tạo ra tiềm năng phát triển bền vững cho huyện Đánh giá chung cho thấy điều kiện tự nhiên của huyện rất thuận lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội.
Tình hình kinh tế - xã hội của huyện hiện nay cho thấy sự phát triển đa dạng, với dân số và lực lượng lao động đang gia tăng Cơ sở hạ tầng cũng đã được cải thiện đáng kể, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động kinh tế Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết để nâng cao chất lượng sống và phát triển bền vững Nhìn chung, huyện đang trên đà phát triển nhưng cần có những giải pháp cụ thể để khắc phục những hạn chế hiện tại.
Tình hình quản lý và sử dụng đất tại huyện hiện nay đang gặp nhiều thách thức Thực trạng cho thấy việc quản lý đất đai còn nhiều bất cập, dẫn đến tình trạng lãng phí và sử dụng không hiệu quả Cần phân tích và đánh giá rõ ràng những hạn chế, tồn tại trong công tác quản lý đất để đề xuất giải pháp cải thiện, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.
3.4.2 Xây dựng bản đồ sử dụng đất ở các thời điểm năm 2010, 2015 huyện Gia Bình
- Tăng cường chất lượng ảnh;
- Hiệu chỉnh hình học ảnh;
- Xây dựng tệp mẫu các loại hình sử dụng đất và đánh giá độ tin cậy tệp mẫu;
- Giải đoán ảnh vệ tinh, thành lập bản đồ sử dụng đất hai thời điểm năm
- Đánh giá độ chính xác bản đồ.
3.4.3 Đánh giá biến động đất đai giai đoạn 2010 -2015 huyện Gia Bình
- Xây dựng bản đồ biến động và đánh giá biến động đất đai giai đoạn
3.4.4 Đánh giá khả năng ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động đất đai
3.5.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu thứ cấp
Điều tra và thu thập thông tin, tài liệu, số liệu liên quan đến điều kiện tự nhiên, thực trạng phát triển kinh tế - xã hội, cũng như hiện trạng sử dụng đất qua các năm là một bước quan trọng trong việc đánh giá và phân tích sự phát triển bền vững của khu vực.
- Thu thập tài liệu, số liệu có sẵn như bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010, 2015 khu vực nghiên cứu.
Dữ liệu ảnh vệ tinh được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm ảnh SPOT5 chụp vào năm 2010 với độ phân giải 10m cho băng đa phổ và 2.5m cho băng PAN, cùng với ảnh SPOT6 chụp năm 2015 có độ phân giải 6m cho băng đa phổ.
3.5.2 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu sơ cấp
Dựa trên phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã tiến hành khảo sát thực địa bằng GPS cầm tay với 154 mẫu, trong đó có 70 mẫu được sử dụng để xây dựng tệp mẫu ảnh và 84 mẫu còn lại phục vụ cho việc đánh giá độ chính xác của bản đồ.
- Phỏng vấn cán bộ địa chính, hộ gia đình sử dụng đất để tìm hiểu tình hình sử dụng đất, thời vụ phục vụ giải đoán ảnh.
3.5.3 Phương pháp đánh giá biến động đất đai Ảnh Phân loại
36 bản đồ sử dụng đất tại hai thời điểm để xây dựng bản đồ biến động đất đai giai đoạn 2010 – 2015.
3.5.4 Phương pháp xây dựng bản đồ sử dụng đất bằng phần mềm Envi
Xây dựng bản đồ sử dụng đất theo sơ đồ sau:
Nhập ảnh và tăng cường chất lượng ảnh
Cắ t ảnh theo địa giới hành chính huyện Gia Bình
Phân loại ảnh Đánh giá ĐCX ảnh phân loại Đạt
Chuyển ảnh phân loại sang dạng vector
Biên tập bản đồ sử dụng đất
Bản đồ, Số liệu điều tra thực địa bằng GPS
Chọn vùng mẫu Đánh giá độ tin cậy tệp mẫu Đạt
3.5.4.1 Nh ậ p ả nh và t ă ng c ườ ng ch ấ t l ượ ng ả nh s ử d ụ ng ph ầ n m ề m ENVI
- Phương pháp cộng gộp kênh ảnh: Cộng gộp các ảnh đơn kênh thành dữ liệu đa phổ;
Phương pháp tăng cường chất lượng ảnh bằng cách sử dụng Cân bằng (Equalization) giúp kéo giãn và cải thiện đồ thị của dữ liệu hiển thị Việc lựa chọn phương pháp này không chỉ nâng cao độ tương phản mà còn làm nổi bật các chi tiết quan trọng trong bức ảnh.
3.5.4.2 Xây d ự ng t ệ p m ẫ u b ằ ng ph ầ n m ề m ENVI
Sử dụng thiết bị GPS cầm tay giúp lấy mẫu các loại hình sử dụng đất một cách chính xác và hiệu quả ngoài thực địa, từ đó xây dựng tệp mẫu và lựa chọn, khoanh vùng các mẫu đặc trưng cho từng loại hình sử dụng đất.
Sử dụng phương pháp Separability để đánh giá sự khác biệt giữa các tệp mẫu, mỗi mẫu sẽ được so sánh lần lượt với các mẫu còn lại.
- Các cặp giá trị nằm trong khoảng từ 1,9 đến 2.0 chứng tỏ các mẫu đã được chọn có sự khác biệt tốt.
- Các cặp giá trị từ 1 - 1,9 thì có sự nhầm lẫn giữa các mẫu.
- Các cặp giá trị < 1 thì hai mẫu gần giống nhau nên gộp chung lại thành một loại.
Phương pháp phân loại có kiểm định dựa trên thuật toán xác suất cực đại (Maximum Likelihood) xác định hàm phân bố mật độ xác suất cho từng lớp Sau đó, nó tính toán xác suất cho mỗi điểm ảnh thuộc về từng lớp và phân loại điểm ảnh vào lớp có xác suất cao nhất Mặc dù phương pháp này mang lại độ chính xác cao, nhưng thời gian tính toán lâu và phụ thuộc vào sự phân bố chuẩn của dữ liệu.
3.5.4.5 Đ ánh giá độ chính xác ả nh phân lo ạ i
Dựa theo kết quả điều tra thực địa từ GPS cầm tay để đánh giá độ chính xác phân loại ảnh sử dụng hệ số kappa (κ) để đánh giá.
Vào năm 2010 và 2015, ảnh vệ tinh được chụp và vào năm 2016, thực địa được điều tra bằng GPS cầm tay Trước khi kiểm tra thực địa, cần đánh dấu các vị trí không có biến động về sử dụng đất và nghi ngờ sai loại đất, kết hợp với phỏng vấn cán bộ địa chính và hộ gia đình để tìm hiểu tình hình sử dụng đất theo thời vụ Độ chính xác của bản đồ không chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của các vùng mẫu mà còn vào mật độ và phân bố các ô mẫu, với độ chính xác của các mẫu giám định và ảnh phân loại được thể hiện qua ma trận sai số.
Ma trận này thể hiện sai số nhầm lẫn giữa các lớp (theo cột) và sai số do bỏ sót của lớp mẫu (theo hàng) Để đánh giá các sai sót trong quá trình phân loại, người ta sử dụng chỉ số Kappa, nằm trong khoảng từ 0 đến 1, cho thấy mức độ giảm thiểu sai số so với một yếu tố phân loại hoàn toàn ngẫu nhiên.
Hệ số Kappa được tính theo công thức:
N: Tổng số điểm lấy mẫu ngoài thực địa r: Số loại hình sử dụng đất phân loại xii: Số điểm đúng của loại hình sử dụng đất thứ i xi+: Tổng số điểm của loại hình sử dụng đất thứ i của mẫu x+i: Tổng số điểm của loại hình sử dụng đất thứ i sau phân loại
Nếu κ ≥ 0,8 kết quả phân loại tốt, nếu 0,4 ≤ κ ≤ 0,8 kết quả phân loại đạt và nếu κ < 0,4 kết quả phân loại không đạt.
3.5.4.6 Ph ươ ng pháp biên t ậ p b ả n đồ s ử d ụ ng đấ t
Sử dụng phần mềm ArcGIS biên tập bản đồ sử dụng đất từ bản đồ giải đoán ảnh ở hai thời điểm năm 2010 và 2015.
3.5.5 Phương pháp phân tích, đánh giá
Nghiên cứu này đánh giá biến động đất đai tại huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh, đồng thời phân tích hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong việc theo dõi và nghiên cứu các thay đổi về đất đai Kết quả cho thấy các phương pháp này mang lại những thông tin chính xác và kịp thời, hỗ trợ quản lý tài nguyên đất hiệu quả hơn.