Nghiên cứu ứng dụng module Vertical Mapper trong xây dựng bản đồ độ dốc phục vụ phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên.

Sự phát triển của phần cứng máy tính có khả năng nhiều hơn và các ứng dụng cũng trở nên thân thiện hơn với người sử dụng bởi khả năng hiển thị ba chiều, các công cụ phân tích không gian

ĐạI HọC THáI NGUYÊN

QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN NễNG LÂM NGHIỆP

HUYỆN PHÚ LƯƠNG - TỈNH THÁI NGUYấN”

Khóa luận tốt nghiệp đại học

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản lý đất đai Khoa : Quản lý Tài nguyên Khoá học : 2010 - 2014

Thái Nguyên, năm 2014

QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN NễNG LÂM NGHIỆP

HUYỆN PHÚ LƯƠNG - TỈNH THÁI NGUYấN”

Khóa luận tốt nghiệp đại học

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản lý đất đai Lớp : K42 - QLĐĐ - N01 Khoa : Quản lý Tài nguyên Khoá học : 2010 - 2014

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trương Thành Nam Khoa Quản lý Tài nguyên - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một khâu rất quan trọng trong quá trình học tập của mỗi sinh viên nhằm hệ thống lại toàn bộ lượng kiến thức đã học, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, bước đầu làm quen với những kiến thức khoa học Qua đó sinh viên ra trường sẽ hoàn thiện hơn về kiến thức lý luận, phương pháp làm việc, năng lực công tác nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn của công việc sau này

Được sự giúp đỡ của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm và Ban chủ nhiệm Khoa Quản lý Tài Nguyên, em đã tiến hành nghiên cứu đề

tài: “Nghiên cứu ứng dụng module Vertical Mapper trong xây dựng bản

đồ độ dốc phục vụ phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên”

Trong suốt quá trình thực tập em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy

cô giáo nơi em thực tập tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm, Ban chủ nhiệm Khoa Quản lý Tài Nguyên, các thầy, cô giáo Bộ môn “Luật

chính sách Tài nguyên Môi trường” và đặc biệt là thầy giáo Ths.Trương Thành Nam người đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành khóa luận tốt

nghiệp này Do trình độ có hạn mặc dù đã rất cố gắng song bản khóa luận tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến chỉ bảo của các thầy cô giáo, ý kiến đóng góp của bạn bè để bài khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 05 năm 2014

Sinh viên

Bùi Ngọc Ánh

GDP : Gross Domestic Product - Tổng thu nhập quốc nội

GIS : Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý GPS : Hệ thống định vị toàn cầu

HĐND : Hội đồng nhân dân

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Phân loại đất dốc 11

Bảng 4.1: Cơ cấu sử dụng đất huyện Phú Lương năm 2013 26

Bảng 4.2: Hiện trạng sử dụng các loại đất theo đơn vị hành chính 27

Bảng 4.3: Mô hình CSDL bản đồ độ dốc ở huyện Phú Lương,

tỉnh Thái Nguyên 32

Bảng 4.4: Danh mục các lớp dữ liệu trong bộ cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc 33

Bảng 4.5: Cấp độ dốc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 35

Bảng 4.6: Cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc 40

Bảng 4.7: Tổng hợp diện tích đất theo cấp độ dốc 41

Bảng 4.8: Bảng thống kê cơ sở dữ liệu độ dốc xã Yên Ninh 44

Bảng 4.9: Thống kê cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc theo đơn vị hành chính xã 45 Bảng 4.10: So sánh Số liệu diện tích trên bản đồ và diện tích thống kê

đất đai 49

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 4.1: Bản đồ hành chính huyện Phú Lương 22

Hình 4.2: Sơ đồ các bước xây dựng bản đồ độ dốc huyện Phú Lương,

tỉnh Thái Nguyên 28

Hình 4.3: Mô hình DEM khu vực nghiên cứu 29

Hình 4.4: Phân tích và nội suy bản đồ độ dốc 31

Hình 4.5: Mô hình DEM khu vực huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên 37

Hình 4.6: Bản đồ độ dốc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 38

Hình 4.7: Cơ sở dữ liệu bản đồ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 39

Hình 4.8: Cơ cấu diện tích đất theo cấp độ dốc 41

Hình 4.9: Tổng hợp cơ sở dữ liệu phân cấp độ dốc từ 00 - 80 trên bản đồ 42

Hình 4.10: Tổng hợp cơ sở dữ liệu phân cấp độ dốc từ 80 - 150 trên bản đồ 42

Hình 4.11: Tổng hợp cơ sở dữ liệu phân cấp độ dốc từ 150 - 200 trên bản đồ 43 Hình 4.12: Tổng hợp cơ sở dữ liệu phân cấp độ dốc từ 250 - 64.37380

trên bản đồ 43

Hình 4.13: Tìm kiếm các trường xã Yên Ninh 46

Hình 4.14: Tìm kiếm các trường có diện tích lớn hơn 2 ha 46

Hình 4.15: Tính diện tích xã Phú Đô 47

MỤC LỤC

Trang

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Yêu cầu của đề tài 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 2

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về GIS - Geographic Information System 3

2.1.1 Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý 3

2.1.2 Các thành phần cơ bản của một Hệ thống thông tin địa lý 4

2.2 Cơ sở dữ liệu (CSDL) 4

2.2.1 Khái niệm 4

2.2.2 Các tiêu chuẩn của một cơ sở dữ liệu 4

2.3 Phần mềm Mapinfo 5

2.3.1 Các dữ liệu trong Mapinfo 5

2.3.2 Cách tổ chức thông tin trong Mapinfo 6

2.4 Khái quát mô hình số độ cao Digital Elevation Model - DEM 7

2.5 Module Vertical Mapper 7

2.6 Phần mềm ARCView 9

2.7 Tổng quan về đất dốc 10

2.7.1 Đất dốc 10

2.7.2 Đặc điểm 11

2.7.3 Bản đồ độ dốc và các phương pháp thành lập bản đồ độ dốc

từ trước tới nay 16

2.8 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 16

2.8.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 16

2.8.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 17

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 19

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 19

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 19

3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành 19

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu 19

3.2.2 Thời gian tiến hành 19

3.3 Nội dung nghiên cứu 19

3.3.1 Điều tra cơ bản 19

3.3.2 Các bước xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc 19

3.3.3 Nghiên cứu phần mềm Mapinfo xây dựng bản đồ độ dốc bằng module Vertical Mapper 20

3.3.4 Đánh giá khả năng khai thác bản đồ độ dốc trong phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 20

3.4 Phương pháp nghiên cứu 20

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 20

3.4.2 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ 20

3.4.3 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu 20

3.4.4 Phương pháp chuyên gia 20

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21

4.1 Đặc điểm tự nhiên huyện Phú Lương 21

4.1.1 Vị trí địa lý 21

4.1.2 Địa hình, địa mạo 21

4.1.3 Khí hậu 22

4.1.4 Thủy văn 22

4.1.5 Tài nguyên nhân văn 23

4.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên 23

4.2.1 Điều kiện kinh tế 23

4.2.2 Cơ sở hạ tầng 24

4.2.3 Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội 24

4.2.4 Hiện trạng sử dụng đất và hiệu quả sử dụng

các loại hình sử dụng đất 25

4.2.4.1 Hiện trạng sử dụng đất: 25

4.2.4.2 Về hiệu quả sử dụng các loại hình sử dụng đất: 26

4.3 Xây dựng bản đồ độ dốc huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên 28

4.3.1 Thu thập và xử lý số liệu 29

4.3.1.1 Thu thập nội dung thông tin dữ liệu: 29

4.3.1.2 Xử lý số liệu: 30

4.3.2 Phân tích và nội suy bản đồ độ dốc huyện Phú Lương

tỉnh Thái Nguyên 30

4.3.3 Tạo chuyên đề về độ dốc 31

4.3.4 Tạo cơ sở dữ liệu 31

4.3.4.1 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu 31

4.3.4.2 Xây dựng danh mục 32

4.3.4.3 Chuẩn hóa và chuyển đổi dữ liệu 33

4.3.4.4 Nhập dữ liệu 33

4.3.5 Biên tập và kiểm tra 34

4.4 Kết quả đạt được và ứng dụng 34

4.4.1 Bản đồ độ dốc 34

4.4.2 Xây dựng Cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc 35

4.4.2.1 Xác định cơ sở toán học và hệ tọa độ vùng nghiên cứu 35

4.4.2.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian 36

4.4.2.3 Xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu của bản đồ độ dốc 39

4.4.3 Ứng dụng cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc phục vụ quản lý

và cung cấp thông tin 40

4.4.3.1 Thống kê cơ sở dữ liệu trong bản đồ độ dốc: 40

4.4.3.2 Truy vấn cơ sở dữ liệu thuộc tính trong bản đồ độ dốc: 45

4.4.4 So sánh, đánh giá bản đồ độ dốc 48

4.4.5 Đề xuất sử dụng bản đồ độ dốc trong phát triển nông lâm nghiệp Huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên 50

Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Đề nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

I Tài liệu trong nước 55

II Tài liệu nước ngoài 56

Vấn đề đặt ra khi sử dụng tài nguyên thiên nhiên của lãnh thổ chúng ta cần có cái nhìn tổng quan từ các hợp phần trong tự nhiên Để từ đó có giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý

Huyện Phú Lương nằm ở phía Bắc của tỉnh Thái Nguyên, phía Tây Bắc giáp huyện Định Hóa, phía Tây Nam giáp huyện Đại Từ, phía Đông giáp huyện Đồng Hỷ, phía Đông Bắc giáp huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của cuộc cách mạng khoa học công nghệ, cách ứng dụng GIS (Geographic Information System) được tiếp tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ tài nguyên môi trường Xu hướng hiện nay trong quản lý tài nguyên và môi trường là sử dụng tối đa khả năng cho phép của GIS Sự phát triển của phần cứng máy tính có khả năng nhiều hơn và các ứng dụng cũng trở nên thân thiện hơn với người sử dụng bởi khả năng hiển thị ba chiều, các công cụ phân tích không gian và giao diện tùy biến, cho phép truy, xuất dữ liệu một các nhanh chóng và chính xác Nhờ khả năng xử lý tập tin dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp, nên GIS thích hợp với nhiệm vụ quản lý tài nguyên và môi trường Các mô hình phức tạp cũng

có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS

Xuất phát từ những yêu cầu thực tế đó, được sự nhất trí của nhà trường, Khoa Quản lý Tài Nguyên, Trường Đại học Nông Lâm Thái

Nguyên dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo ThS.Trương Thành

Nam và các thầy cô giáo, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng module Vertical Mapper trong xây dựng bản đồ độ dốc phục vụ công tác quy hoạch phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương-tỉnh Thái Nguyên”

1.2 Mục đích của đề tài

Ứng dụng module Vertical Mapper trong xây dựng bản đồ độ dốc phục vụ quy hoạch phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên

Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

Nghiên cứu về sự phân cấp địa hình trên toàn bộ diện tích đất huyện Phú Lương, tỉn Thái Nguyên

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Nắm vững các bước để thực hiện việc thành lập một mô hình số địa hình trong môi trường Vertical Maper

- Bản đồ độ dốc xây dựng phải đảm bảo đầy đủ, tính chính xác cao, thuận lợi trong việc lưu trữ và sử dụng

- Quy trình thực hiện đảm bảo tính khoa học và chính xác

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập và Nghiên cứu khoa học

- Đây là cơ hội cho sinh viên vận dụng những kiến thức đã học và những hiểu biết của mình vào thực tiễn, đồng thời cũng có cơ hội nâng cao sự hiểu biết về phát triển nông lâm nghiệp trên địa bàn huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên

- Nâng cao kỹ năng sử dụng và tích hợp các phần mềm tin học ứng dụng

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu có thể giúp cho các nhà hoạch định chính sách đưa ra các quyết định đúng đắn trong việc thực hiện chương trình dự án liên quan đến công tác phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên

Phần 2:

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về GIS - Geographic Information System

GIS (Geographic Information System) là công nghệ tích hợp thông tin

và có khả năng phân tích không gian rất hiệu quả

Ở bất kỳ một ngành khoa học kỹ thuật hay kinh tế chúng ta đều có thể

bắt gặp các hệ thống thông tin và các phương pháp xử lý thông tin khác nhau

tuỳ theo từng lĩnh vực (hệ thống thông tin ngân hàng, hệ thống thông tin nhân

sự…) cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, các thông tin hiện nay

đã đáp ứng và giải quyết được những bài toán rất lớn mà thực tế đặt ra

2.1.1 Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý

Có nhiều cách định nghĩa về Hệ thống thông tin địa lý:

Định nghĩa theo chức năng: GIS là một hệ thống bao gồm 4 hệ con: Dữ

liệu vào, quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu và dữ liệu ra

Định nghĩa theo khối công cụ: GIS là tập hợp phức tạp của các thuật toán

Định nghĩa theo mô hình dữ liệu: GIS gồm các cấu trúc dữ liệu được sử

dụng trong các hệ thống khác nhau (cấu trúc dạng Raster và Vecter)

Định nghĩa về mặt công nghệ: GIS là công nghệ thông tin để lưu trữ,

phân tích và trình bày các thông tin không gian và thông tin phi không gian,

công nghệ GIS có thể nói là tập hợp hoàn chỉnh các phương pháp và các

phương tiện nhằm sử dụng và lưu trữ các đối tượng

Định nghĩa theo sự trợ giúp và ra quyết định: GIS có thể coi là một hệ

thống trợ giúp việc ra quyết định, tích hợp các số liệu không gian trong một

cơ chế thống nhất

Nói tóm lại theo BURROUGHT: “GIS như là một tập hợp các công cụ

cho việc thu nhập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất

không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các

2.1.2 Các thành phần cơ bản của một Hệ thống thông tin địa lý

Một Hệ thống thông tin địa lý bao gồm những thành phần cơ bản sau:

- Phần cứng: bao gồm máy tính điều khiển mọi hoạt động của hệ thống

và các thiết bị ngoại vi

- Phần mềm: cung cấp công cụ và thực hiện các chức năng:

+ Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ các nguồn thông tin khác nhau

+ Lưu trữ, cập nhật, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nói trên + Phân tích biến đổi, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian và thời gian

+ Đưa ra các thông tin theo yêu cầu dưới dạng khác nhau

Ngoài ra phần mềm cần phải có khả năng phát triển và nâng cấp theo các yêu cầu đặt ra của hệ thống

- Dữ liệu: đây là thành phần quan trọng nhất của GIS Các dữ liệu không gian (Spatial data) và các dữ liệu thuộc tính (No spatial data) được tổ chức theo một mục tiêu xác định bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DataBase Management System)

- Con người: yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với các hệ GIS, đặc biệt trong việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng

- Phương pháp: phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng

hệ thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng để thiết kế hệ thống (Lê Văn Thơ và Trương Thành Nam, 2008) [17]

2.2 Cơ sở dữ liệu (CSDL)

2.2.1 Khái niệm

Một cơ sở dữ liệu là tập hợp các thông tin của đối tượng cần quản lý, được lưu trữ trong các máy tính, được nhiều người sử dụng và cách tổ chức của nó được chi phối bằng một mô hình (Ngô Thị Hồng Gấm,2009)[8]

2.2.2 Các tiêu chuẩn của một cơ sở dữ liệu

- Không dư thừa thông tin: Thông tin khi thu thập có thể lấy ở nhiều nguồn khác nhau, vì vậy cần phải loại bỏ thông tin dư thừa trước khi xây

dựng CSDL

Có hai dạng dư thừa thông tin:

+ Dư thừa về mặt vật lý: Một thông tin có mặt nhiều lần trong một CSDL + Dư thừa về mặt ngữ nghĩa: Một thông tin có nội dung như nhau nhưng lại mang các tên khác nhau

- Đảm bảo tính an toàn và bí mật: Vì trong một cơ quan có nhiều người

sử dụng chung một máy tính, và sử dụng chung một CSDL, trong trường hợp như vậy cần phải tuân thủ nguyên tắc sau:

+ Chỉ những người được quyền sử dụng mới được cập nhật và CSDL + Người sử dụng CSDL không được làm hỏng thông tin của người khác Khi có sự cố về máy tính, CSDL phải được bảo vệ và cất giữ sang một máy khác

Giữa các chương trình ứng dụng và CSDL phải có sự độc lập: Khi dữ liệu có thay đổi thì chương trình không phải thay đổi theo và ngược lại

[*.Tab]: Chứa các thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu

[*.Dat]: Chứa các thông tin nguyên thuỷ

[*.Map]: Chứa các thông tin mô tả đối tượng không gian

[*.ID]: Chứa các thông tin về chỉ số liên kết không gian và thuộc tính [*.Ind]: Chứa các thông tin về chỉ số đối tượng (Ngô Công Châu, 2008)[2]

2.3.1 Các dữ liệu trong Mapinfo

Khi người dùng tạo ra các table trong Mapinfo, lưu cất các workspace, nhập hoặc xuất dữ liệu Mapinfo sẽ tạo ra rất nhiều các file với các phần mở rộng khác nhau Các file dữ liệu trong Mapinfo bao gồm:

- Tên file *.DAT: File dữ liệu dạng bảng tính cho một table format của Mapinfo

- Tên file *.MAP: Chứa thông tin địa lý mô tả các đối tượng trên bản đồ

- Tên file *.TAB: Đây là các file chính cho các table của Mapinfo nó được kết hợp với các file khác như.DAT, DBF…

- Tên file *.ID: File index cho các đối tượng đồ hoạ của Mapinfo (file

*.DAT)

- Tên file *.DBF: File dữ liệu bảng tính format dBASE

- Tên file *.MID: Format nhập/xuất dữ liệu dạng bảng của Mapinfo, file *.MID kết hợp với file.MIF

- Tên file.MIF: Format nhập/xuất cho các đối tượng đồ hoạ của Mapinfo, file *.MIF kết hợp với file.MID

- Tên file *.TXT: File bảng thuộc tính format ASCII

- Tên file *.WKS: File thuộc tính format Lotus 1, 2, 3

- Tên file *.WOR: File lưu Workspace trong Mapinfo (Ngô Công Châu,2008)[2]

2.3.2 Cách tổ chức thông tin trong Mapinfo

Dữ liệu trong Mapinfo được chia thành 2 loại, dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính) Trong Mapinfo mỗi loại dữ liệu trên

có phương thức tổ chức thông tin khác nhau

- TABLE (bảng): Trong Mapinfo dữ liệu không gian cũng được phân ra thành các lớp thông tin khác nhau (layer), mỗi lớp thông tin không gian được đặt trong một table Người dùng có thể thực hiện các thao tác đóng, mở, sửa đổi, lưu cất … các table này

- WORKSPACE (Vùng làm việc): Khái niệm thứ hai cần quan tâm trong Mapinfo là các workspace Mỗi table trong Mapinfo chỉ chứa chứa một lớp thông tin, trong khi đó trên một không gian làm việc có rất nhiều lớp thông tin khác nhau Workspace chính là phương tiện để gộp toàn bộ lớp thông tin khác nhau lại tạo thành một tờ bản đồ hoàn chỉnh với đầy đủ các yếu

tố nội dung, hơn thế nữa một workspace còn có thể chứa các bảng tính, các biểu đồ, layout

- MAP (cửa sổ hiển thị dữ liệu bản đồ): Dữ liệu bản đồ (địa lý) của

các đối tượng không gian nhằm mô tả vị trí, hình dáng trong một hệ thống toạ

độ nhất định Một cửa sổ MAP cho phép hiển thị cùng một lúc nhiều lớp thông tin (Layer) khác nhau hoặc bạt tắt hiển thị một lớp thông tin nào đó

- LAYOUT (Trình bày và in ấn): Cho phép người sử dụng kết hợp các browser, các cửa sổ bản đồ, biểu đồ và các đối tượng đồ hoạ khác vào một trang

in từ đó có thể gửi kết quả ra máy in hoặc máy vẽ (Ngô Công Châu, 2008)[2]

2.4 Khái quát mô hình số độ cao Digital Elevation Model - DEM

Mô hình DEM (Digital Elevation Model) là sự biểu thị bằng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong không gian, nó có thể là độ cao tuyệt đối của các điểm trên bề mặt quả đất, độ cao của các tầng đất hoặc của mực nước ngầm (Tăng Quốc Cương,2004)[3]

DEM mô hình số độ cao có nhiều ứng dựng trong thực tiễn, đặc biệt phổ biến là những ứng dụng sau:

- Lưu trữ dữ liệu bản đồ số địa hình trong các cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia

- Giải quyết tính toán đào đắp đất trong thiết kế đường và các dự án kỹ thuật công trình khác

- Biểu thị ba chiều trực quan điều kiện địa hình có mục đích quân sự (thiết kế hệ thống đạn đạo, huấn luyện phi công) và cho mục đích thiết kế và quy hoạch cảnh quan (kiến trúc cảnh quan)

- Thiết kế xác định vị trí cho đường giao thông và cho đập nước

- Tính toán và thành lập bản đồ độ dốc, bản đồ hướng dốc, bản đồ hình dạng mái dốc để từ đó thành lập ảnh địa hình trực quan có hình bóng (ứng dụng trong nghiên cứu tầng địa chất hay dự báo khả năng xói mòn đất và dòng chảy mặt)… (Tăng Quốc Cương, 2004)[3]

2.5 Module Vertical Mapper

Vertical Mapper là module nghiên cứu thành lập các mô hình số địa hình và các nhiệm vụ khác có liên quan Có thể tạo ra một mô hình 3D về bề

mặt vùng đất

Nhằm phục vụ cho công tác thiết kế, khảo sát và thành lập các loại bản

đồ, ứng dụng module Vertical Mapper là một bước tiến quan trọng trong quá trình thành lập bản đồ số

Các công đoạn cũng như thời gian thành lập bản đồ được rút ngắn, tiết

kiệm thời gian, công sức và đảm bảo tính chính xác, thống nhất dữ liệu Phần mềm này chạy trong môi trường Mapinfo

Các đặc tính trong module Vertical Mapper:

- Phân tích dự báo:

Kiểm tra các đặc điểm thống kê của dữ liệu đầu vào trong vùng kiểm tra

do người sử dụng định nghĩa và sau đó đặt các vùng khác với các đặc tính tương tự Các vùng kiểm tra phải là các đối tượng bản đồ đa cạnh, được chứa trong một bảng MapInfo với một cột thuộc tính chứa tên lớp của vùng đó

- Sự tương quan về không gian:

Kiểm tra đầu vào đa dữ liệu và tạo ra ba bảng chỉ ra mối quan hệ thống nhất giữa các hệ thống dữ liệu đầu vào Người sử dụng có thể xác định mối quan hệ giữa các bộ dữ liệu và xem kết quả trong các bảng Điều này có thể giúp người sử dụng chọn những bộ dữ liệu đại diện để có thể phân tích nhanh hơn Người sử dụng có các tùy chọn khác nhau:

+ Ma trận tương quan: chỉ ra cách mà mỗi dữ liệu đầu vào có tương quan với hệ thống khác

+ Chức năng nhóm: Nhóm tất cả các dữ liệu đầu vào thành các hạng/ phạm trù dựa vào ngưỡng tương quan nhất định

+ Phân tích các thành tố cơ bản

- Dự tính điểm

Cho phép người sử dụng xác định được sự tính toán về các điểm trong một phạm vi nghiên cứu Người sử dụng có thể xác định từ những tính toán sau: Tổng giá trị, giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất, giá trị trung bình và đếm các điểm dữ liệu

- Vùng đệm Grid

Tạo ra một Grid trong đó giá trị của mỗi ô là khoảng cách tới đối tượng đầu vào gần nhất Các đối tượng đầu vào gồm các điểm, đường, hình đa giác

- Kiểm tra đối tượng đường

Dùng bảng về các đường thẳng, các hình đa giác và cập nhật cơ sở dữ liệu với những thông tin từ các vùng Grid được lựa chọn Các vùng Grid được truy vấn là các vùng linh hoạt trong Grid Manager Các thông tin trong mỗi

Grid là các giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất, giá trị trung bình, phạm vi giá trị, giá trị đầu, giá trị giữa và giá trị cuối (pb.com/, svquanlydat.com/)[19,20]

2.6 Phần mềm ARCView

ARCView là sản phẩm của hãng ESRI, đây là một trong những phần mềm đứng đầu trong thế hệ GIS để bàn (Desktop) và thành lập bản đồ, nó có thể chạy trong môi trường Window 9X, Window NT, XP… ARCView đưa đến cho người học khả năng hình dung, khám phá, hỏi đáp và phân tích dữ liệu

Cũng như một số phần mềm GIS, ARCView có khả năng chồng ghép bản đồ, xử lý dữ liệu không gian, có thể ứng dụng trong một số lĩnh vực trong ngành quản lý đất đai như đánh giá phục vụ quy hoạch, xử lý dữ liệu ảnh, quản lý tài nguyên đất, nước…

Hiện tại ở nước ta, ARCView đã được đưa vào sử dụng trong nhiều lĩnh vực, các cơ quan quản lý tài nguyên, các dự án phát triển và quản lý tài nguyên

Phần mềm ArcView GIS là phần mềm ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) của Viện nghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI), ArcView cho phép:

- Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệu thuộc tính)

- Truy vấn dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng nhiều cách khác nhau

- Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian

- Tạo bản đồ chuyên đề và tạo ra các bản đồ in có chất lượng trình bày cao

ArcView là phần mềm hệ thống thông tin địa lý với đầy đủ chức năng cho phép biểu diễn, quản lý, xây dựng và phân tích dữ liệu địa lý Sử dụng ArcView, bạn có thể hiểu được bối cảnh địa lý của dữ liệu, cho phép thể hiện các mối quan hệ và nhận dạng các mô hình theo một cách mới ArcView giúp cho hàng chục ngàn tổ chức ra những quyết định tốt hơn và giải quyết vấn đề nhanh chóng hơn

Với ArcView, bạn có thể:

• Ra các quyết định chuẩn xác hơn dựa trên các dữ liệu địa lý

• Xem và phân tích các dữ liệu không gian bằng nhiều phương pháp

• Xây dựng đơn giản và dễ dàng các dữ liệu địa lý

• Tạo ra các bản đồ có chất lượng cao

• Quản lý tất cả các file, CSDL, và các nguồn dữ liệu từ Internet chỉ từ một ứng dụng

• Tùy biến giao diện người dùng theo yêu cầu

ArcView là một phần mềm đuợc sử dụng phổ biến nhất trên thế giới bởi

vì nó cung cấp cho nguời dùng một cách dễ dàng nhất để sử dụng thông tin địa lý Với một thư viện khổng lồ về symbol, linestyle bạn có thể dễ dàng tạo ra các bản đồ có chất luợng cao ArcView biến công việc quản trị và cập nhật số liệu trở nên dễ dàng hơn ArcView có thể sử dụng rất nhiều định dạng

dữ liệu khác nhau thậm chí có thể lấy đuợc dữ liệu từ Internet

Với công cụ mô hình hóa các thao tác xử lý dữ liệu, ArcView cho phép bạn quản lý và thay đổi dây chuyền xử lý dữ liệu một cách dễ dàng ArcView

có thể đuợc sử dụng bởi những nguời không chuyên về GIS hay về kỹ thuật

Và tất nhiên đối với những chuyên gia GIS thì ArcView là một công cụ thật

sự mạng trong việc thành lập bản đồ chuyên nghiệp, tập hợp phân tích dữ liệu Các nhà phát triển ứng dụng cũng có thể dùng ArcView như một môi truờng phát triển (http://www.vidagis.com.vn/)[21]

2.7 Tổng quan về đất dốc

2.7.1 Đất dốc

Trong đất đai, đất dốc là đất có bề mặt nằm nghiêng, thường gồ ghề hoặc lượn sóng, nằm nghiêng là mặt dốc hoặc sườn dốc, góc tạo bởi sườn dốc hoặc mặt nằm ngang là độ dốc của mặt đất

Đất dốc xác định là loại đất có độ dốc từ 10

trở lên Do đó, đất dốc thường chịu tác động của các hiện tượng xói mòn rửa trôi, dẫn đến sự thoái hóa đất, làm đất nghèo kiệt về dinh dưỡng, về cấu trúc, giảm độ pH, làm tăng lượng các chất gây độc hại cho đất và làm cho đất bị chết về sinh học

Hầu hết diện tích đất dốc bị thoái hóa và bị chua, nhiều diện tích bị bỏ hoang hóa vì mất khả năng sản xuất nông lâm nghiệp Đây thực sự là điều khó khăn để tạo ra một nền nông nghiệp bền vững trên đất dốc (Lê Văn Khoa, Trần Thị Lành)[12]

Nhìn chung, đất dốc có một số đặc điểm quan trọng như sau:

+ Đất dốc là hệ sinh thái đa dạng, nhạy cảm, dễ bị tổn thương;

+ Đất dốc hàm chứa nhiều tiềm năng phát triển, là nơi cư trú ngày càng đông của con người và là nguồn đất sản xuất chính trong tương lai;

+ Mọi sai lầm trong quản lý đất dốc đều tiềm ẩn nhiều hậu quả khôn lường, thiệt hại sẽ nặng nề hơn trên phạm vi rộng lớn hơn

Trong sản xuất nông lâm nghiệp người ta thường phân chia đất đai theo 4 cấp độ dốc như sau

2.7.2 Đặc điểm

2.7.2.1.Thế mạnh:

Mặc dù còn gặp nhiều khó khăn trở ngại, vùng cao Việt Nam, mà

chủ yếu là đất dốc có rất nhiều tiềm năng phục vụ sự nghiệp phát triển kinh

tế xã hội của cộng đồng các dân tộc Vùng đất dốc ngày càng có vai trò quan trọng khi ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính rõ rệt, đặc biệt là khi mức bước biển dâng cao ảnh hưởng nhiều đến vùng châu thổ rộng lớn Lúc đó, miền núi không chỉ là địa bàn cư trú chính của người dân mà còn là nơi duy nhất có thể sản xuất lương thực Hiện tại miền núi đang cung cấp hầu như tất cả những vật dụng cần thiết phục vụ nhu cầu cuộc sống con người:

nguồn nước, đất sản xuất nông lâm nghiệp; nguyên liệu cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp; thủy điện; dược liệu, vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình… Ngoài ra miền núi với những cánh rừng rộng lớn, còn là một máy điều hòa khổng lồ chi phối sự an toàn sinh thái và môi trường cho sự sống (Lê Văn Khoa, Trần Thị Lành)[12]

Tiềm năng mở rộng đất canh tác: Đất dốc là một bộ phận quan trọng

trong sản xuất nông nghiệp Ở nước ta đất dốc chiếm khoảng 74% diện tích Trong diện tích 9.4 triệu ha đất nông nghiệp chỉ có 4.06 ha là đất lúa còn trên 5

triệu ha chủ yếu là đất dốc, trong đó đất nương rẫy trồng lúa khoảng 640 ngàn

ha, diện tích còn lại là đất rừng và đất chưa sử dụng (Lê Quốc Doanh và cs

(2006)[7] Mật độ dân số vùng đất dốc thấp hơn nhiều so với vùng đồng bằng, đất vùng đồng bằng thích hợp cho cây hoa màu, lương thực ngắn ngày, chủ yếu phục vụ cho an toàn lương thực, thực phẩm quốc gia trên thực tế đã được khai thác tới hạn Do vậy, việc phát triển nông lâm nghiệp trong những thập kỷ tiếp theo phụ thuộc phần lớn vào việc mở rộng diện tích canh tác, việc quản lý sử dụng hiệu quả diện tích đất dốc vùng đồi núi

Tiềm năng lâm nghiệp: Rừng không chỉ là nguồn lợi tự nhiên quý giá về

kinh tế mà còn có giá trị cao trong bảo về nguồn nước, lưu trữ nguồn nước, cung cấp điều hòa ôxi và cacbonic Ở Việt Nam, rừng chỉ tồn tại chủ yếu ở vùng cao đất dốc và phân bố chủ yếu ở khu vực Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung Bộ, Duyên Hải - Nam Trung Bộ và Tây nguyên

Tiềm năng sản xuất cây hàng hóa và đa dạng sản phẩm: So với miền

xuôi thì cơ cấu cây trồng ở miền núi đa dạng hơn nhiều Trong khi hầu hết đất bằng ở miền xuôi phải dành cho sản xuất lương thực thì miền núi là nơi có đủ tiềm năng đất đai để trồng cây ăn quả, cây công nghiệp có giá trị cao, cây dược liệu, hầu hết các loại nông sản xuất khẩu của Việt Nam được trồng trên các khu vực có địa hình dốc như: chè, cà phê, cao su, hồ tiêu, vv Ngoài ra, một số vùng núi cao đất dốc còn có những đặc thù về địa hình, khí hậu để phát triển các loại sản phẩm rau quả ôn đới có giá trị kinh tế cao như: Sapa, Bắc Hà, Tam Đảo, Đà Lạt

Tiềm năng phát triển chăn nuôi: Muốn đưa chăn nuôi thành ngành sản

xuất chính thì phải khai thác tiềm năng đất đai và cây thức ăn gia súc ở miền

núi Nếu mở rộng chăn nuôi ở miền xuôi thì sẽ gặp trở ngại lớn về môi trường Hơn nữa, vùng đồng bằng chỉ có thể phát triển chăn nuôi tiểu gia xúc

và gia cầm còn đối với đại gia súc thì sẽ không có đủ đất để xây dựng chuồng trại, khu chăn thả và khu đồng cỏ Chỉ có miền núi mới đáp ứng được những yêu cầu này Vùng đất dốc có mật độ dân cư thấp, tỷ lệ lạo động chưa có việc làm cao (Vùng đốc bắc bộ tỷ lệ người không có việc làm chiếm 35 - 40%) Vì vậy, phát triển chăn nuôi là một trong những giải pháp tạo công ăn việc làm cho nhân dân, hay nói đúng hơn nguồn lao động sẵn có trong vùng là một trong những tiềm năng lớn để phát triển chăn nuôi

Tiềm năng phát triển nguồn điện: Để phát triển được thủy điện thì địa

hình phải có độ dốc cao, sông phải có lưu lượng nước lớn, tốc độ dòng chảy cao, đảm bảo diện tích đất xây dựng hồ chứa Miền núi là nơi có tiềm năng thủy điện rất lớn do có địa hình cao và nguồn nước dồi dào, các sông có nhiều thác ghềnh, khi xây dựng thủy điện các hồ chứa không làm ngập nhiều diện tích đất nông nghiệp, các hồ chứa nước vừa phục vụ thủy điện vừa là nguồn nước tưới trong mùa khô và điều hòa lũ lụt trong mùa mưa, nguồn nguyên

liệu phục vụ cho xây dựng công trình tại chỗ

Tiềm năng phát triển du lịch: Khu vực miền núi tập trung chủ yếu đồng

bào dân tộc thiểu số, có nhiều nét văn hóa đặc sắc phong phú Địa hình đồi núi tạo nhiều cảnh quan thiên nhiên hùng vĩ, hệ sinh thái đa dạng, các khu vực rừng phù hợp cho việc phát triển du lịch sinh thái, tham quan dã ngoại…

Cuộc sống ngày càng phát triển, mức thu nhập của đại bộ phận người dân được nâng cao, nhu cầu nghỉ dưỡng ra tăng, đặc biệt trong bối cảnh nước

ta, cuộc sống đô thị ồn ào, chật chội, người dân càng có xu thế tìm đến những khu vực cách xa đô thị để nghỉ dưỡng Đây là cơ hội để khai phá, phát triển

du lịch sinh thái tại các khu vực đồi núi nước ta

2.7.2.2 Hạn chế:

Xói mòn: Xói mòn là những mối đe dọa thường xuyên đối với đất dốc

vùng nhiệt đới ẩm, gây nên sự mất dinh dưỡng và độ phì của lớp đất mặt, dẫn đến sự axit hóa trong đất Những tác động này thậm chí còn trở nên tồi tệ hơn nếu như đất canh tác không có thảm thực vật che phủ hoặc là đất bị đốt cháy trước mùa mưa Xói mòn đất ở miền núi phía Bắc nước ta chủ yếu xảy ra

trong mùa mưa Với lượng mưa lớn và tập trung đã làm cho những vùng đất thiếu che phủ bị xói mòn nghiêm trọng Theo tính toán cho thấy 7 vùng sinh thái của Việt Nam thì có tới 4 vùng có đất cao dốc (Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, 1998)[13]

Rửa trôi: Khác với xói mòn, rửa trôi có mặt ở hầu khắp mọi nơi trên

đất nước ta, kể cả ở các vùng đất bằng Rửa trôi xảy ra mạnh mẽ ở nước ta là

do đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa có lượng mưa lớn Rửa trôi là nguyên nhân trực tiếp gây ra hàng loạt các quá trình bất lợi như:

- Suy giảm chất dinh dưỡng như: N, P, K, Ca, Mg

- Tăng độ chua và khả năng cố định lân ở tầng mặt

- Tạo ra các loại đất có thành phân cơ giới nhẹ, nghèo dinh dưỡng, có khả năng hấp thụ trao đổi kém ở tầng mặt, đồng thời chặt bí, kết von, khả năng thấm nước kém ở tầng dưới

Đất chua, đất bạc màu là kết quả của quá trình rửa trôi kéo dài, tuy nhiên ở các vùng cao có độ dốc lớn, quá trình rửa trôi thường thể hiện ít rõ ràng hơn và có hậu quả kém nghiêm trọng hơn so với quá trình xói mòn

Các vùng mà rửa trôi thể hiện mạnh hơn và là nguyên nhân gây thoái hoá đất chủ yếu nằm trên các vùng thềm (vùng đồng bằng bóc mòn chân núi, vùng đồng bằng tích tụ, bào mòn, vùng thềm phù sa cổ), tập trung ở trung du Bắc Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và rải rác ở Duyên hải Trung và Nam Trung Bộ

Sự suy thoái đất:Trong quá trình canh tác luôn diễn ra hai quá trình

thục hóa và thoái hóa Sự thục hóa làm cho những tính chất đất tự nhiên vốn không thích hợp với cây trồng được cải thiện, đất tơi xốp hơn, bớt chua, giảm độc tố, tăng khả năng hấp thu cung ứng đủ dinh dưỡng dễ tiêu cho cây… Ngược lại với thục hóa là quá trình thoái hóa, theo đó các yếu tố thuận lợi cứ giảm dần, đất nghèo kiệt đi đến hoàn toàn mất sức sản xuất với những cây trồng nhất định, cần phải để cho các lực lượng tự nhiên phục hồi lại có cải tạo cũng vô cùng tốn kém

Thành tạo đất là quá trình rất lâu dài, trong khi thoái hóa đất thì rất nhanh chóng, chỉ cần một hành động bất cẩn, bộc phát là có thể làm mất lớp đất canh tác hình thành từ hàng nghàn năm trước Cả hai quá trình thục hóa

và thoái hóa đều tác động đến hai hình thái độ phì nhiêu, nhưng cải thiện độ nhiêu tiềm năng là một khó khăn lớn vượt ra khỏi tầm tác động của một thế

hệ con người

Nguyên nhân chính gây thoái hóa đất là những sai lầm của con người trong quá khứ về sử dụng và quản lý đất dốc, dẫn dến xói mòn đất, đất bị nén chặt mất khả năng giữ nước, dòng chảy bề mặt lớn gây lũ ống, lũ quét ở miền núi và lụt lội ở miền đồng bằng Do đất mất khả năng giữ nước nên hạn hán thường xảy ra khi thiếu mưa và suốt trong mùa khô Rõ ràng, xói mòn đất tuy là hiện tượng chính dẫn đến thoái hóa đất, song chỉ là hậu quả của hoạt động sản xuất trên đất dốc

Hạn hán vào mùa khô: Đất đai vùng đồi núi có độ dốc lớn nên khả năng

giữ ẩm, giữ nước trên bề mặt đất và trong đất kém Việc giữ nước trên đất dốc

là một vấn đề thực sự khó khăn nên việc canh tác phải phụ thuộc nhiều vào lượng mưa Luôn luôn có những đợt hạn hán nghiêm trọng vào mùa khô Diễn biến độ ẩm trong đất thường không thỏa mãn được yêu cầu duy trì lượng nước thích hợp để nuôi cây do bị chi phối bởi các điều kiện khí hậu (lượng mưa mùa khô chỉ chiếm 10 - 20% lượng mưa trong năm) Ở nhiều vùng còn không có

đủ nước cho con người cũng như động vật Hạn hán là khó khăn chính đối với đất dốc; tình trạng thiếu nước tưới thường xuyên diễn ra làm giảm năng suất và sản lượng cây trồng Hạn hán vào mùa khô là do sự mất rừng cũng như do việc

canh tác bừa bãi không thể kiểm soát được trên đất dốc

Tình trạng bị cách biệt: Ở các vùng núi thường bị địa hình dốc chi phối

nên giao thông đi lại gặp nhiều khó khăn, cơ sở vật chất thiếu thốn, nhiều vùng đất dốc bị tách biệt với khỏi thị trường nên nhu cầu trao đổi hàng hóa của người dân bị hạn chế Điều này đã làm chậm quá trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng (từ việc du canh bằng cách đốt nương dẫy để trồng cây hàng năm đến trồng cây lâu năm có giá trị kinh tế cao) nhằm bảo vệ đất dốc khỏi bị xói mòn

Suy giảm chất lượng rừng: Việc chất lượng đất rừng bị giảm và các phương pháp canh tác lạc hậu đã để lại hậu quả là nhiều vùng đất rộng lớn đã

trở thành đất trống đồi núi trọc Ở Châu Á, khi rừng đã bị phá để trồng cây

lương thực, đất sẽ trở nên chua và thường bị cỏ tranh xâm chiếm Nông dân phải bỏ hóa những khu đất này, tiếp tục phá rừng nơi khác để làm nương mới

trồng cây lương thực Việc mất thảm thực vật rừng sẽ ảnh hưởng rất xấu đến môi trường sinh thái như hạn hán, lũ tụt và lũ quét ở vùng cao

Tỷ lệ đói nghèo cao và trình độ văn hóa thấp: Dân cư của các vùng đất

dốc chủ yếu là dân tộc thiểu số với tỷ lệ đói nghèo cao hơn, còn trình độ hiểu biết thì lại thấp hơn so với mức trung bình của cả nước Công việc chống xói mòn, bảo vệ nguồn nước và cây trồng cho hiệu quả kinh tế đòi hỏi sự đầu tư cao hơn và kỹ thuật canh tác cũng cao hơn Đây là một bất cập lớn giữa khai thác đất dốc và trình độ, năng lực của cư dân địa phương

2.7.3 Bản đồ độ dốc và các phương pháp thành lập bản đồ độ dốc từ trước tới nay

Bản đồ độ dốc là một trong những công cụ đóng vai trò quan trọng trong việc trợ giúp đưa ra quyết định định phương hướng quy hoạch các loại hình sử dụng đất, góp phần sử dụng hợp lý lãnh thổ Đây là một trong những bản đồ làm nền tảng cho việc thành lập các bản đồ chuyên đề như bản đồ địa mạo, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ cảnh quan, Ngoài ra các thông tin thu được trên bản đồ độ dốc như cấp độ dốc, diện tích phân bố sẽ giúp chúng ta giải quyết các bài toán phân tích không gian như mở đường, bài toán vận chuyển, quy hoạch vùng chuyên canh…

Công tác thành lập bản đồ dộ dốc từ trước đến nay chủ yếu bằng phương pháp thủ công dựa vào bản dồ địa hình giấy nên tốn nhiều thời gian mức độ chính xác không cao và khó áp dụng trên phạm vi rộng Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tin học hiện nay, hệ thống thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) đã được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống Với khả năng tích hợp thông tin,phân tích không gian, mô hình số hóa cao với các thuật toán nội suy chính xác, GIS trợ giúp cho công tác thành lập bản đồ độ dốc nhanh chóng chính xác

2.8 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.8.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay trên thế giới việc ứng dụng công nghệ GIS đã và đang được ứng dụng trong nhiều ngành lĩnh vực khác nhau, GIS đang được phát triển theo nhiều hướng nghiên cứu khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của nền kinh tế - xã hội

Tại một số quốc gia phát triển trên thế giới như Hoa Kỳ, Anh, Hàn Quốc… việc xây dựng cơ sở dữ liệu giá đất đã được thực hiện từ nhiều năm qua và đã được ứng dụng trên diện rộng, đó là việc ứng dụng công nghệ WebGIS để cung cấp cho người dùng những thông tin một cách nhanh và chuẩn xác nhất

Năm 1964 Canada đã xây dựng Hệ thống thông tin địa lý đầu tiên trên thế giới có tên gọi là Canadian Geographical Information System Song song với Canada, tại Mỹ các trường đại học cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các Hệ thống thông tin địa lý Tuy nhiên rất nhiều hệ thống trong số đó

đã không tồn tại được bao lâu do khâu thiết kế cồng kềnh và giá thành quá cao Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu ở giai đoạn này đã đưa ra những lý luận nhận định quan trọng về vai trò, chức năng của Hệ thống thông tin địa lý: Hàng loạt loại bản đồ có thể được số hoá và liên kết với nhau tạo ra một bức tranh tổng thể về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực, một quốc gia hay một châu lục Sau đó máy tính được sử dụng để phân tích các đặc trưng của nguồn tài nguyên đó và cung cấp các thông tin bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch (Hồ Thị Lam Trà và cs, 2008)[16]

Ở các nước trong khu vực Đông Nam Á, Liên Hợp Quốc chủ trì chương trình Cơ sở hạ tầng về Thông tin Địa lý Châu Á - Thái bình dương (GIS Infastructure for Asia and the Pacific) bắt đầu từ năm 1995 tại Malaysia Với

sự hình thành các nhóm nghiên cứu về: hệ quy chiếu và địa giới hành chính,

hệ thống pháp lý, bản đồ nền, chuẩn hoá thông tin, kể từ năm 1997 chương trình này tập trung nghiên cứu xây dựng hệ quy chiếu - hệ toạ độ khu vực và

cơ sở dữ liệu không gian và khu vực Nói tóm lại vấn đề xây dựng các CSDL địa lý toàn cầu và khu vực đang là một nhu cầu lớn đựơc nhiều nước quan tâm nhằm giải quyết các vấn đề mang tính chiến lược phát triển đối với mỗi quốc gia cũng như trên toàn cầu (Hồ Thị Lam Trà và cs, 2008)[16]

2.8.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Nghiên cứu khoa học: “xây dựng bản đồ độ dốc vùng núi huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế “trên cơ sở ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) kết hợp phương pháp chuyên gia theo quy định, quy phạm kỹ thuật đã

thể hiện tính khách quan, khoa học và rất phù hợp với điều kiện địa phương (Đỗ Thị Việt Hương, 2011)[11]

Đề tài KC-07-03 “Xây dựng và sử dụng CSDL phục vụ phát triển nông nghiệp và Phát triển nông thôn” của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp

là một trong các ứng dụng GIS vào công tác quy hoạch nông nghiệp hiện nay Mục tiêu của đề tài là xây dựng CSDL nông nghiệp và nông thôn thống nhất tập trung trên nền GIS (thống nhất về khuôn dạng, hệ toạ độ và cấu trúc dữ liệu gồm cả dữ liệu địa lý và phi địa lý) Trong quy hoạch đánh giá phân loại đất, GIS là công cụ trợ giúp nhằm thu thập dữ liệu chuyên đề, xử lý dữ liệu địa lý, tích hợp dữ liệu để xây dựng các bản đồ đơn vị đất, mô phỏng kết quả đánh giá đất thông qua các bản đồ thích nghi cho từng loại hình sử dụng đất Mỗi đơn vị đất là một khu vực địa lý khác biệt với các tính chất về thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ văn khí hậu.(Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp)

Đề tài “Ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám xây dựng bản đồ hệ số lớp phủ đất trong nghiên cứu xói mòn đất huyện Tam Nông - tỉnh Phú Thọ” đã xây dựng được bản đồ hệ số lớp phủ đất phục vụ cho nghiên cứ xói mòn đất của huyện Tam Nông - tỉnh Phú Thọ phù hợp với các yêu cầu về quản lý và sử dụng đất dựa trên chính sách pháp luật của nhà nước về đất đai và hoàn cảnh thực tiễn tại địa phương (Trần Quốc Vinh và cs, 2010) [18]

Đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng mô hình số độ cao phục

vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên” đã lựa chọn phương pháp tốt nhất trong điều kiện Việt Nam để xây dựng mô hình số độ cao (DEM) phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên (Tăng Quốc Cương, 2004) [3]

- Diện tích đất tự nhiên toàn huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên

3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Huyện Phú Lương-Tỉnh Thái Nguyên

- Địa điểm thực tập: Khoa Quản lý Tài Nguyên - Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên

3.2.2 Thời gian tiến hành

- Thời gian thực hiện đề tài: 31/12/2013 đến 30/04/2013

3.3 Nội dung nghiên cứu

3.3.1 Điều tra cơ bản

- Điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên:

+ Vị trí địa lý, tọa độ

+ Địa hình, địa mạo

+ Khí hậu, thủy văn

+ Tài nguyên sinh vật: thực vật, động vật, tỷ lệ che phủ…

- Điều kiện kinh tế - xã hội:

+ Điều kiện kinh tế: tốc độ tăng trưởng kinh tế, thu nhập bình quân + Điều kiện xã hội: số dân, số hộ, tỷ lệ lao động/tổng số dân, tỷ lệ tăng dân số (tăng tự nhiên, tăng cơ học) …

+ Hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật và xã hội

- Tình hình quản lý đất đai

3.3.2 Các bước xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ độ dốc

- Xác định các yếu tố thông tin dữ liệu phục vụ công tác xây dựng bản

đồ độ dốc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

3.3.3 Nghiên cứu phần mềm Mapinfo xây dựng bản đồ độ dốc bằng module Vertical Mapper

Xác định các yếu tố thông tin, nguồn dữ liệu đưa vào biên tập, xử lý trên phần mềm Mapinfo và module Vertical Mapper bao gồm cả dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian

3.3.4 Đánh giá khả năng khai thác bản đồ độ dốc trong phát triển nông lâm nghiệp huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu

- Thu thập cơ sở dữ liệu không gian:

- Thu thập cơ sở dữ liệu thuộc tính:

+ Điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên

+ Điều kiện kinh tế - xã hội

+ Hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật và xã hội

+ Tình hình quản lý tại khu vực nghiên cứu

- Số liệu khác có liên quan:

+ Thu thập các quyết định, quy định, tài liệu hướng dẫn thực hiện, các công trình nghiên cứu có liên quan

+ Điều tra, khảo sát, đối chiếu thực địa nhằm xác minh độ chính xác của các tài liệu, số liệu đã thu thập được, kiểm tra kết quả xây dựng và chính xác hóa các thông tin về nội dung đã thu thập và xây dựng được

3.4.2 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ

Biên tập các bản đồ bằng phần mềm Mapinfo, module Vertical Mapper…

3.4.3 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm Mapinfo và modun Vertical Mapper để phân tích, chồng ghép, chia tách thông tin và phân tích mối quan hệ không gian của các đối tượng

3.4.4 Phương pháp chuyên gia

Tham khảo ý kiến các chuyên gia trong các lĩnh vực GIS, xây dựng bản

đồ độ dốc, quản lý tài nguyên đất, phát triển nông lâm nghiệp

Phần 4:

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc điểm tự nhiên huyện Phú Lương

4.1.1 Vị trí địa lý

Phú Lương là một huyện miền núi phía Bắc của tỉnh Thái Nguyên, diện tích tự nhiên là 368.81km2, số đơn vị hành chính là 16 trong đó có 14 xã và

02 thị trấn Vị trí của Huyện Phú Lương như sau:

- Phía Bắc: giáp huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn

- Phía Tây: giáp huyện Định Hoá

- Phía Đông: giáp huyện Phú Lương

- Phía Nam: giáp huyện Đại Từ và thành phố Thái Nguyên

Phú Lương là nút giao thông quan trọng của tỉnh Thái Nguyên nối liền Cao Bằng - Bắc Kạn và về thủ đô Hà Nội Toàn huyện có 38km đường quốc

lộ 3 chạy dọc theo chiều dài của huyện

4.1.2 Địa hình, địa mạo

Phú Lương thuộc vùng nông nghiệp của tỉnh Thái Nguyên, bao gồm vùng núi thấp và đồng bằng

Địa hình của huyện thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và chia làm

2 vùng rõ rệt:

- Vùng phía Đông gồm 10 xã và 02 thị trấn, có độ cao trung bình 8-15

m, đây là vùng nông nghiệp thấp xen kẽ với địa hình bằng

- Phía Tây gồm 4 xã là vùng núi của huyện, địa hình đồi núi là chính,

độ cao trung bình ở vùng này là 200-300m

Là một tỉnh miền núi, Thái Nguyên có độ cao trung bình so với mặt biển khoảng 200 – 300m, thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông Tỉnh Thái Nguyên được bao bọc bởi các dãy núi cao Bắc Sơn, Ngân Sơn và Tam Đảo Đỉnh cao nhất thuộc dãy Tam Đảo có độ cao 1592m

Bao gồm nhiều dẫy núi cao ở phía Bắc chạy theo hướng Bắc – Nam và Tây Bắc – Đông Nam Các dãy núi kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam

Hình 4.1: Bản đồ hành chính huyện Phú Lương

4.1.3 Khí hậu

Phú Lương nằm trong khu vực có tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa với

2 mùa rõ rệt Mùa nóng, mưa nhiều từ tháng 5 đến tháng 10 Mùa lạnh, mưa ít

từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

4.1.4 Thủy văn

Huyện Phú Lương có mật độ sông lớn, trữ lượng nước lớn, tập trung ở một số sông lớn như: sông Đu, sông Cầu và một số phụ lưu sông Cầu Hầu

hết các xã đều có suối chảy qua khá thuận tiện cho công tác thuỷ lợi

Chế độ thuỷ văn các nhánh của sông Cầu qua địa phận Phú Lương phụ thuộc chủ yếu vào chế độ mưa và khả năng điều tiết của lưu vực sông Cầu

Có thể chia làm 2 mùa: Mùa lũ và mùa cạn

4.1.5 Tài nguyên nhân văn

Huyện Phú Lương có 16 xã và thị trấn gồm: thị trấn Đu, thị trấn Giang Tiên và các xã Sơn Cẩm, Cổ Lũng, Phấn Mễ, Vô Tranh, Tức Tranh, Phú Đô, Yên Lạc, Động Đạt, Ôn Lương, Phủ Lý, Hợp Thành, Yên Đổ, Yên Ninh,

Yên Trạch

Mật độ dân số 285 người/km2 cao nhất là thị trấn Đu với 1873 người/km2, thấp nhất là xã Yên Ninh với 134 người/km2 Phú Lương có 9 dân tộc anh em cùng sinh sống như Kinh, Tày, Nùng, Dao, Sán Dìu, Mông…Điều

đó, đã tạo nên ở Phú Lương một nền văn hoá phong phú, đa dạng và đậm đà bản sắc dân tộc

Phú Lương có nhiều di tích lịch sử nổi tiếng như sự tích núi Đuổm, căn

cứ địa cách mạng tại xã Ôn Lương,…, ngoài ra có chuyện cổ tích, chuyện thơ, phong phú hơn cả là kho tàng ca dao, tục ngữ, câu đố…Dân ca các dân tộc với các làn điệu như hát sli, lượn

Ngày hội truyền thống của các dân tộc mang tính bản địa rõ rệt như lễ hội đền Đuổm mùng 6 tháng giêng … Mỗi dân tộc đều có phong tục tập quán riêng trong việc cưới, việc tang, thờ cúng… ngày nay các dân tộc vẫn bảo tồn, phát huy những thuần phong mỹ tục, xoá bỏ hủ tục lạc hậu, xây dựng cuộc sống mới lành mạnh về văn hoá và tinh thần

4.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Phú Lương - tỉnh Thái Nguyên

4.2.1 Điều kiện kinh tế

Thực hiện nghị quyết đại hội Đảng các cấp, những năm gần đây nền kinh tế của huyện Phú Lương đã tạo được phát triển khá Chăn nuôi, trồng trọt được quan tâm và đầu tư phát triển góp phần cải thiện mức thu nhập cho

bà con nông dân Công nghiệp tiểu thủ công nghiệp phát triển khá, chiếm tỷ trọng 21-23% GDP Hoạt động thương mại dịch vụ được mở rộng tới tận các