Nghiên cứu tác động của quá trình đô thị hóa đến cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp khu vực đông anh hà nội

Trước thực tế ñó, cần có một nghiên cứu ñánh giá ñầy ñủ, chính xác và khoa học tác ñộng của các nhân tố ñô thị hóa ñối với sự biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất theo không gian và thời gian..

TRỊNH THỊ HOÀI THU

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA

ĐẾN CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP

KHU VỰC ĐÔNG ANH - HÀ NỘI

Ngành: Kỹ thuật Trắc ñịa – Bản ñồ

Mã số : 62520503

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 GS.TS Võ Chí Mỹ

2 PGS.TS Phạm Văn Cự

HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Trịnh Thị Hoài Thu

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

2 Mục tiêu, nhiệm vụ 4

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu 4

4 Phương pháp nghiên cứu 5

5 Các luận ñiểm bảo vệ 5

6 Những ñiểm mới của luận án 5

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5

8 Cơ sở tài liệu 6

9 Cấu trúc luận án 7

10 Lời cảm ơn 8

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA ĐẾN CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP 9

1.1 Tổng quan nghiên cứu ñánh giá tác ñộng của quá trình ñô thị hóa ñến thay ñổi sử dụng ñất nông nghiệp 9

1.1.1 Các quan ñiểm về ñô thị hóa, ñô thị và khu vực ven ñô 9

1.1.2 Các yếu tố của ñô thị hóa ảnh hưởng ñến thay ñổi sử dụng ñất nông nghiệp 12 1.1.3 Các phương pháp ñánh giá tác ñộng của các yếu tố ñến sự biến ñộng sử dụng ñất 17

1.2 Tổng quan nghiên cứu lớp phủ và sử dụng ñất 28

1.2.1 Khái niệm về lớp phủ và sử dụng ñất 28

1.2.2 Các phương pháp phân loại và quy mô chiết tách thông tin sử dụng ñất từ

tư liệu viễn thám 29

1.2.3 Các phương pháp nghiên cứu biến ñộng lớp phủ và sử dụng ñất 34

1.3 Quan ñiểm và phương pháp nghiên cứu của luận án 39

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI MỜ TIẾP CẬN ĐỐI TƯỢNG CHIẾT TÁCH THÔNG TIN SỬ DỤNG ĐẤT KHU VỰC ĐÔNG ANH, HÀ NỘI 44

2.1 Khái quát về ñặc ñiểm tự nhiên và kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 44

2.1.1 Vị trí ñịa lý 44

2.1.2 Địa hình 44

2.1.3 Khí hậu thủy văn 45

2.1.4 Thổ nhưỡng 46

2.1.5 Điều kiện kinh tế - xã hội 48

2.2 Lựa chọn tư liệu ảnh 50

2.3 Xây dựng lớp chú giải cho sử dụng ñất khu vực Đông Anh, Hà Nội 51

2.4 Phân loại mờ tiếp cận ñối tượng 53

2.4.1 Lý thuyết mờ 53

2.4.2 Quy trình phân loại 58

2.4.3 Thông tin sử dụng ñất khu vực Đông Anh, Hà Nội 76

Chương 3 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA ĐÔ THỊ HÓA ĐẾN BIẾN ĐỘNG CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP KHU VỰC ĐÔNG ANH, HÀ NỘI 84

3.1 Đánh giá mức ñộ ñô thị hóa khu vực Đông Anh, Hà Nội 84

3.1.1 Các chỉ tiêu ñánh giá mức ñộ ñô thị hóa cho khu vực Đông Anh, Hà Nội 84

3.1.2 Phương pháp ñánh giá mức ñộ ñô thị hóa 86

3.1.3 Mức ñộ ñô thị hóa tại Đông Anh, Hà Nội 88

3.2 Đánh giá biến ñộng sử dụng ñất nông nghiệp tại Đông Anh, Hà Nội 95

3.2.1 Đánh giá biến ñộng sử dụng ñất theo thời gian 95

3.2.2 Đánh giá diện tích biến ñộng sử dụng ñất theo không gian 102

3.3 Xác ñịnh các yếu tố ảnh hưởng ñến biến ñộng sử dụng ñất nông nghiệp tại Đông Anh, Hà Nội 105

3.3.1 Hồi quy logistic 106

3.3.2 Cơ sở dữ liệu GIS của mô hình 109

3.3.3 Các yếu tố tác ñộng chuyển ñổi sử dụng ñất nông nghiệp tại Đông Anh, Hà Nội 111

3.4 Mô hình hóa biến ñộng sử dụng ñất nông nghiệp 120

3.4.1 Chuẩn hóa dữ liệu ñầu vào cho mô hình giai ñoạn 2001-2006 và 2006-2013 121 3.4.2 Không gian thích nghi cho các loại hình chuyển ñổi sử dụng ñất 121

3.4.3 Kiểm chứng mô hình 126

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 132

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 135

TÀI LIỆU THAM KHẢO 136

PHỤ LỤC 154

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ANN (Artifical neural networks) Mạng nơ –ron nhân tạo

CVA (Change vector analysis) Phân tích vector thay ñổi

GIS (Geographic information system) Hệ thông tin ñịa lý GPS (Global positioning system) Hệ thống ñịnh vị toàn cầu HIS Hue, saturation, intensity

MPL (Multilayer perceptron) Mô hình nơ-ron nhân tạo nhiều lớp NDVI (Normalized differrence vegetation index) Chỉ số thực vật OLS (Ordinary least square) Bình phương nhỏ nhất

PCA (Principal component analysis) Phân tích thành phần chính RGB Red, green, blue

ROC Relative operating characteristic

SVM (Support vector machine) Phương pháp vector hỗ trợ

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Ví trí vùng ven đơ trong cấu trúc phát triển của đơ thị 11

Hình 1 2 Thực trạng sử dụng đất [47] 13

Hình 1 3 Phân loại các phương pháp phân tích biến động lớp phủ 19

và sử dụng đất dựa trên đối tượng và cấu trúc dữ liệu [95] 19

Hình 1 4 Các phương pháp xác định biến động 35

Hình 1 5 Phân tích trước phân loại 36

Hình 1 6 Phân tích sau phân loại 38

Hình 1 7 Phương pháp kết hợp 38

Hình 1 8 Các bước nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 41

Hình 2 1 Vị trí huyện Đơng Anh 45

Hình 2 2 Mối quan hệ giữa độ phân giải khơng gian và chi tiết phân loại [19] 51

Hình 2 3 Sơ đồ xác định thơng tin sử dụng đất cĩ được từ kết quả dữ liệu lớp phủ bề mặt tách được từ dữ liệu ảnh vệ tinh [106] 52

Hình 2 4 So sánh phân loại cứng và phân loại mờ 54

Hình 2 5 Kiến trúc của một hệ thống mờ 55

Hình 2 6 Các kiểu hàm liên thuộc : (a) monotonic, (b) tam giác, (c) hình thang, (d) gauss [151] 56

Hình 2 7 Sơ đồ các bước xử lý ảnh 59

Hình 2 8 Tiêu chí cho phân mảnh đối tượng 61

Hình 2 9 Đối tượng ảnh nhận được từ phân mảnh ảnh theo các mức độ 62

Hình 2 10 Bộ quy tắc giải đốn ảnh 68

Hình 2 11 Ảnh chỉ số 70

Hình 2 12 Tổng hợp diện tích sử dụng đất chiết tách từ tư liệu ảnh Landsat 77

Hình 2 13 Hiện trạng sử dụng ñất năm 2001 78

Hình 2 14 Hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 79

Hình 2 15 Hiện trạng sử dụng ñất năm 2006 80

Hình 2 16 Hiện trạng sử dụng ñất năm 2009 81

Hình 2 17 Hiện trạng sử dụng ñất năm 2013 82

Hình 3 2 Các trục thành phần F và sự phân bố của các chỉ tiêu trên hai trục thành phần chính F1 và F2 năm 2001 88

Hình 3 3 Các trục thành phần F và sự phân bố của các chỉ tiêu trên hai trục thành phần chính F1 và F2 năm 2006 89

Hình 3 4 Các trục thành phần F và sự phân bố của các chỉ tiêu trên hai trục thành phần chính F1 và F2 năm 2011 89

Hình 3 5 Mức ñộ ñô thị hóa của 145 thôn và thị trấn Đông Anh năm 2001 92

Hình 3 6 Mức ñộ ñô thị hóa của 145 thôn và thị trấn Đông Anh theo năm 2006 93

Hình 3 7 Mức ñộ ñô thị hóa của 145 thôn và thị trấn Đông Anh theo năm 2011 94

Hình 3 8 Chuyển ñổi cơ cấu giữa các loại hình sử dụng ñất chính giai ñoạn

2001-2006 96

Hình 3 9 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2001 – 2006 97

Hình 3 10 Chuyển ñổi cơ cấu giữa các loại hình sử dụng ñất chính giai ñoạn

2006-2013 98

Hình 3 11 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2006 – 2013 99

Hình 3 12 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2001 – 2013 101

Hình 3 13 Biểu ñồ diện tích biến ñộng theo khoảng cách tới Hà Nội 104

Hình 3 14 Biểu ñồ phần trăm diện tích biến ñộng theo mức ñộ ñô thị hóa 105

Hình 3 15 Xác ñịnh các yếu tố của ảnh hưởng ñến biến ñộng sử dụng ñất nông nghiệp 108

Hình 3 16 Yếu tố tự nhiên của khu vực nghiên cứu 110

Hình 3 17 Thay ñổi về mật ñộ dân số, thu nhập và số lao ñộng ảnh hưởng ñến

chuyển ñổi sử dụng ñất nông nghiệp 2001-2013 119

Hình 3 18 Mô hình hóa biến ñộng sử dụng ñất nông nghiệp 120

Hình 3 19 Cấu trúc MLP của chuyển ñổi giữa ñất chuyên lúa sang ñất xây dựng

2001-2006 123

Hình 3 20 Khả năng chuyển ñổi sử dụng ñất sau năm 2001 124

Hình 3 21 Khả năng chuyển ñổi sử dụng ñất sau năm 2006 125

Hình 3 22 Đường cong ROC ñánh giá từng loại chuyển ñổi sử dụng ñất giai ñoạn

Hình 3 25 Phần trăm diện tích chuyển ñổi từ ñất màu lúa sang ñất xây dựng theo

mô hình và thực tế giai ñoạn 2001-2006 129

Hình 3 26 Phần trăm diện tích chuyển ñổi từ ñất lúa sang ñất xây dựng theo mô

hình và thực tế giai ñoạn 2006-2013 130

Hình 3 27 Phần trăm diện tích chuyển ñổi từ ñất màu lúa sang ñất xây dựng theo

mô hình và thực tế giai ñoạn 2006-2013 130

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Tư liệu bản ñồ sử dụng trong luận án 6

Bảng 2 Số liệu về kinh tế - xã hội sử dụng trong luận án 6

Bảng 3 Tư liệu viễn thám sử dụng trong luận án 7

Bảng 4 Các phần mềm chính sử dụng phân tích trong luận án 7

Bảng 1 1 Lựa chọn phương pháp hồi quy dựa trên ñặc ñiểm biến phụ thuộc [95] 22 Bảng 2 1 Tốc ñộ tăng trưởng kinh tế huyện Đông Anh 48

Bảng 2 2 Chỉ tiêu về dân số huyện Đông Anh 49

Bảng 2 3 Chỉ tiêu về cơ cấu lao ñộng huyện Đông Anh 49

Bảng 2 4 So sánh chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế của tư liệu ảnh ñược ñánh giá trong nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất [59] 50

Bảng 2 5 Chú giải sử dụng ñất của khu vực Đông Anh Hà Nội 53

Bảng 2 6 Số lượng mẫu sử dụng trong phân loại ảnh 65

Bảng 2 7 Các chỉ số khảo sát lựa chọn sử dụng trong phân loại ảnh 65

Bảng 2 8 So sánh hàm liên thuộc của dữ liệu tập mẫu chỉ số tách nước 69

Bảng 2 9 Bảng so sánh hàm liên thuộc của dữ liệu mẫu chỉ số tách ñất xây dựng 71 Bảng 2 10 So sánh hàm liên thuộc của dữ liệu mẫu chỉ số tách thực vật 72

Bảng 2 11 So sánh hàm liên thuộc của dữ liệu tập mẫu ñất trống và hoa màu 72

Bảng 2 12 Ma trận lẫn kết quả kiểm chứng năm 2006 (Đơn vị: m2) 75

Bảng 2 13 Ma trận lẫn kết quả kiểm chứng năm 2009 (Đơn vị: m2) 75

Bảng 2 14 Ma trận lẫn kết quả kiểm chứng năm 2013 (Đơn vị: m2) 76

Bảng 3 1 Nhóm tỉ trọng mục ñích sử dụng ñất 84

Bảng 3 2 Nhóm lao ñộng và cơ cấu kinh tế 85

Bảng 3 3 Nhóm dân số và ñiều kiện cơ sở vật chất 86

Bảng 3 4 Giá trị ñóng góp của các trục thành phần chính F1 và F2 88

Bảng 3 5 Hệ số ñóng góp của các chỉ tiêu trên trục nhân tố 90

Bảng 3 6 Biến ñộng giữa các loại hình sử dụng ñất giai ñoạn 2001-2006

(ñơn vị ha) 95

Bảng 3 7 Biến ñộng giữa các loại hình sử dụng ñất giai ñoạn 2006 – 2013

(ñơn vị ha) 98

Bảng 3 8 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2001- 2013 100

Bảng 3 9 Biến ñộng giữa các loại hình sử dụng ñất giai ñoạn 2001 – 2013

(ñơn vị ha) 102

Bảng 3 10 Biến ñộng diện tích (ha) sử dụng ñất theo ñường giao thông chính 103

Bảng 3 11 Biến ñộng diện tích (ha) theo khoảng cách tới Hà Nội 103

Bảng 3 12 Diện tích biến ñộng sử dụng ñất theo mức ñộ ñô thị hóa năm 2011 105

Bảng 3 13 Biến phụ thuộc và biến ñộc lập 111

Bảng 3 14 Tổng hợp hệ số của phương trình hồi quy từ kết quả chạy mô hình giai ñoạn 2001 -2006 với giá trị P-value ≤0.1 112

Bảng 3 15 Bảng tổng hợp hệ số của phương trình hồi quy từ kết quả chạy mô hình giai ñoạn 2006 -2013 với giá trị P-value ≤0.1 114

Bảng 3 16 Bảng kiểm chứng mô hình 126

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

Đô thị hóa là xu thế phát triển của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới, trong

ñó có Việt Nam với mốc khởi ñiểm vào năm 1980 Hiện nay, ñô thị hóa ở nước ta diễn ra với tốc ñộ nhanh và mạnh [147] Bên cạnh những mặt tích cực của quá trình ñô thị hóa như tăng trưởng kinh tế, chuyển dịch cơ cấu kinh tế, cải thiện ñời sống tạo ñời sống xã hội thì ñô thị hóa quá nhanh, thiếu quy hoạch khoa học sẽ nảy sinh nhiều vấn ñề như mất ñất nông nghiệp, chênh lệch mức sống, ô nhiễm môi trường [8]

Sau hơn hai mươi năm ñổi mới, quá trình ñô thị hóa ñã dẫn ñến việc thu hồi một diện tích lớn ñất nông nghiệp sử dụng cho xây dựng khu công nghiệp, khu kinh

tế, khu ñô thị mới và nhiều dự án phi nông nghiệp khác Theo báo cáo của Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn trong giai ñoạn từ năm 2001 ñến 2005 có khoảng

366 000 ha ñất nông nghiệp ñã chuyển thành ñất ñô thị và ñất công nghiệp, trong

ñó, có 16 tỉnh và thành phố thu hồi diện tích lớn như Tiền Giang, Đồng Nai, Hà Nội

và Vĩnh Phúc [147] Dự kiến ñến năm 2025 chính phủ sẽ chuyển ñổi 450 000 ha ñất nông nghiệp sang ñất phi nông nghiệp [35] Tính ñến năm 2011, Hà Nội có tổng cộng 19 khu công nghiệp mới sử dụng 7526 ha ñất, cùng với một khu công nghệ cao và 45 cụm công nghiệp vừa và nhỏ, và nhiều khu ñô thị mới tập trung ở khu vực ven ñô [7]

Đông Anh là huyện nằm ở phía bắc Hà Nội, nơi có tốc ñộ thị hóa mạnh mẽ, quá trình ñô thị hóa luôn song hành với công nghiệp hóa Là một huyện có vị trí ñịa lý thuận lợi, Đông Anh ñang thu hút nhiều dự án ñầu từ trong và ngoài nước Trên ñịa bàn huyện, cho ñến nay, ñã có hàng trăm doanh nghiệp hoạt ñộng sản xuất kinh doanh trong và ngoài các khu công nghiệp Trong thời gian tới, các dự

án còn tiếp tục gia tăng, ñây là một thế mạnh của Đông Anh ñể thúc ñẩy phát triển kinh tế, chuyển dịch cơ cấu kinh tế và cơ cấu lao ñộng Cũng như các các vùng ngoại thành khác, quá trình ñô thị hóa ở Đông Anh tất yếu dẫn ñến mở rộng ñô thị,

ñiều này ñã phá vỡ cấu trúc không gian của khu vực nông thôn và kéo theo là diện tích ñất nông nghiệp bị chuyển ñổi, bị thu hẹp ñể sử dụng sang các mục ñích khác Việc chuyển ñổi mục ñích sử dụng ñất ở ñây diễn ra mạnh mẽ, ñặc biệt là sau năm

2000, ñiều này thể hiện qua mức ñộ mất ñất nông nghiệp hàng năm tăng [67] Đây ñang là vấn ñề nóng bỏng của Đông Anh và những khu vực tương tự, nơi ñang chịu áp lực nặng nề của hai xu hướng phát triển và bảo tồn giữa lợi ích kinh tế với bảo vệ tài nguyên ñất và môi trường

Trước thực tế ñó, cần có một nghiên cứu ñánh giá ñầy ñủ, chính xác và khoa học tác ñộng của các nhân tố ñô thị hóa ñối với sự biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất theo không gian và thời gian Kết quả nghiên cứu là tư liệu cho các nhà quy hoạch, các nhà quản lý có cơ sở ñể ñiều chỉnh quy hoạch, bổ sung các cơ chế, chính sách phát triển ñô thị hợp lý bảo ñảm sự hài hòa của cả ba hợp phần phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ tài nguyên môi trường, hướng tới một quá trình ñô thị hóa bền vững Các nghiên cứu về ñô thị hóa và chuyển ñổi ñất nông nghiệp ñều có ba ñặc ñiểm chung Một là, vấn ñề mất ñất nông nghiệp do xây dựng khu dân cư và phát triển công nghiệp Khu vực ven ñô của các ñô thị lớn như Hà Nội, Manila, Jakarta, Trung Quốc là những ví dụ ñiển hình cho sự suy giảm ñất nông nghiệp [35, 52, 67,

110, 113, 183] Hai là, vấn ñề tăng dân số, giảm ñất nông nghiệp gây áp lực chuyển ñổi cây trồng và tăng cường sử dụng ñất theo nhu cầu thị trường [158, 182] Ba là,

ñô thị hóa làm thay ñổi mô hình không gian của khu vực nông nghiệp Tại các khu vực ven ñô trải qua ñô thị hóa, ñất nông nghiệp bị chia cắt và manh mún [35, 145, 146] Cho ñến nay, các nghiên cứu mối quan hệ giữa ñô thị hóa và sử dụng ñất ñang tập trung theo hai hướng, hoặc (i) là ñánh giá mối quan hệ theo quan ñiểm ñịa lý học hoặc (ii) xem xét dưới góc ñộ sự phát triển kinh tế - xã hội Hai hướng tiếp cận ñộc lập, riêng rẽ này ñã bộc lộ một số hạn chế Các nhà nghiên cứu xã hội liên kết vấn ñề ñô thị hóa và sử dụng ñất theo phương pháp quy nạp thực tiễn [7, 158, 165], phân tích và xem xét ñô thị hóa ở mức ñộ tổng hợp hơn bao gồm cả kinh tế và xã hội Hạn chế của họ là chỉ dựa vào số liệu thống kê ñánh giá mà không ñịnh lượng không gian của mối quan hệ giữa ñô thị hóa và sử dụng ñất Trong khi ñó các nhà

ñịa lý ứng dụng viễn thám và hệ thông tin ñịa lý (GIS) chỉ xem xét ñô thị hóa tương ñồng với sự phát triển không gian, mở rộng không gian khu vực dân cư, khu công nghiệp và khu ñô thị ñể ñịnh lượng thay ñổi sử dụng ñất theo không gian ñô thị hóa [35, 45, 47, 62, 110] Do vậy, cần xây dựng một ý tưởng khoa học mới khi phân tích mối quan hệ giữa quá trình ñô thị hóa và sự biến ñộng sử dụng ñất, theo ñó, cần tiếp cận hệ thống hơn, tích hợp dữ liệu ña chiều hơn cả về khai thác dữ liệu không gian mà viễn thám là tư liệu tiêu biểu với các yếu tố phát triển kinh tế - xã hội trong khu vực Trên thế giới hướng tiếp cận mới này ñã và ñang ñược nhiều nhà khoa học quan tâm, tuy rằng, mỗi nghiên cứu có hướng ñi riêng và khai thác các khía cạnh khác nhau [30, 67, 69, 71, 139] Với nhiều ưu ñiểm nổi trội, tư liệu viễn thám ñược coi là công cụ cung cấp thông tin nhanh chóng, khách quan và trung thực theo không gian và thời gian Việc khai thác hiệu quả thông tin từ tư liệu viễn thám trong nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất ñòi hỏi có các phương pháp xử lý và chiết tách thông tin phù hợp với ñộ chính xác cao, nhất là ñối với khu vực ven ñô, nơi có cấu trúc và phản xạ phổ trên tư liệu ảnh vệ tinh rất phức tạp do quá trình ñô thị hóa [3, 176, 177] Sự tích hợp các phương pháp phân tích thống kê, phân tích không gian và mô hình hóa không gian là một giải pháp mới, một bước ñột phá trong nghiên cứu mối quan hệ giữa biến ñộng sử dụng ñất và quá trình ñô thị hóa, nó cho phép ñánh giá tác ñộng của quá trình ñô thị hóa ñối với biến ñộng cơ cấu sử

dụng ñất một cách chặt chẽ hơn và toàn diện hơn Qua ñó, có thể giám sát hiệu quả

hơn sự biến ñộng sử dụng ñất theo không gian và thời gian, xác ñịnh chính xác nguyên nhân và ñặc biệt là lượng hóa ñược ảnh hưởng của quá trình ñô thị hóa ñến

cơ cấu biến ñộng sử dụng ñất Với các luận giải trên ñây, ñề tài "Nghiên cứu tác

ñộng của quá trình ñô thị hóa ñến cơ cấu sử dụng ñất nông nghiệp khu vực Đông Anh Hà Nộị” ñã ñược lựa chọn

2 Mục tiêu và nhiệm vụ

a/ Mục tiêu:

Xác ñịnh mối quan hệ giữa quá trình ñô thị hóa và sự biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất thông qua mô hình hóa không gian, tích hợp thông tin viễn thám và thông tin thống kê

- Nghiên cứu phương pháp phân tích thống kê không gian ñánh giá mức ñộ

ñô thị hóa của khu vực Đông Anh

- Nghiên cứu phương pháp phân tích hồi quy logistic và mô hình hóa không gian ñánh giá các yếu tố tác ñộng của ñô thị hóa ñến cơ cấu sử dụng ñất nông nghiệp ở khu vực nghiên cứu

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

a/ Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu phương pháp xác ñịnh mối quan hệ giữa ñô thị hóa, biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất và ảnh hưởng của ñô thị hóa ñến biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất

b/ Phạm vi nghiên cứu

- Đề tài giới hạn phạm vi không gian huyện Đông Anh, Hà Nội

- Giới hạn phạm vi nghiên cứu cho một số loại hình sử dụng ñất chính trong ñó, ñất nông nghiệp là trọng tâm ñược chiết tách từ tư liệu ảnh vệ tinh Landsat

4 Phương pháp nghiên cứu

Luận án ñược thực hiện trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp phân tích, tổng hợp;

- Phương pháp thống kê;

- Phương pháp quy nạp thực tiễn;

- Phương pháp mô hình hóa;

- Phương pháp thực nghiệm

5 Các luận ñiểm bảo vệ

Luận ñiểm 1: Trong phân loại mờ tiếp cận ñối tượng ñối với khu vực ñô thị

hóa và sử dụng ñất phức tạp, việc so sánh hàm liên thuộc của các tập mẫu ñể

lựa chọn các chỉ số phù hợp cho kết quả phân loại ñạt ñộ tin cậy cao

Luận ñiểm 2: Phân tích hồi quy không gian kết hợp với mô hình mạng

nơ-ron cho phép ñánh giá một cách ñịnh lượng tác ñộng của ñô thị hóa ñến biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất nông nghiệp của khu vực nghiên cứu

Luận ñiểm 3: Các yếu tố ñặc trưng của ñô thị hóa khu vực ven ñô bao gồm

yếu tố tự nhiên và xã hội ñều có liên quan ñến biến ñộng cơ cấu sử dụng ñất nông nghiệp trong khu vực huyện Đông Anh, Hà Nội

6 Các ñiểm mới của luận án

- Thông qua so sánh hàm liên thuộc của các tập mẫu xác ñịnh các chỉ số

phù hợp cho chiết tách thông tin sử dụng ñất

- Xây dựng phương pháp ñánh giá mức ñộ ñô thi hóa cho khu vực ven ñô

thông qua việc áp dụng phương pháp phân tích thành phần chính

- Xây dựng cách tiếp cận liên ngành tích hợp dữ liệu kinh tế - xã hội và dữ liệu viễn thám phục vụ nghiên cứu ñánh giá tác ñộng của ñô thị hóa ñến

cơ cấu sử dụng ñất

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

a/ Ý nghĩa khoa học:

Khẳng nh tính u vi t c a ph ng pháp phân loai m ti p c n i t ng cho k t quả t chính xác cao

Ti p cận liên ngành trong nghiên c u thông qua phân tích thành ph n chính ánh giá m c ô ô th hóa, phân tích h i quy và mô hình hóa không gian ánh giá tác ng c a các y u t ô th hóa n s d ng t

b/ Ý nghĩa thực tiễn:

K t quả nghiên c u là t li u h tr cho các c quan quy ho ch, c quan quản lý i u ch nh, b sung và xây d ng các c ch chính sách v nh h ng quy

ho ch ch ng trình ô th hóa nói chung và cho khu v c Đông Anh nói riêng nh m

h ng t i m t khu v c ven ô phát tri n b n v ng

8 Cơ sở tài liệu

- T li u bản :

Bảng 1 Tư liệu bản ñồ sử dụng trong luận án

1 Bản a hình t l 1: 25000 2005 B Tài Nguyên và Môi tr ng

nông h nông thôn c p nông h 2001; 2006; 2011 T ng c c th ng kê

huy n Đông Anh

- T li u ảnh vi n thám:

Bảng 3 Tư liệu viễn thám sử dụng trong luận án

United States Geological Survey (USGS)

5 Landsat8 OLI_TIRS_L1T 02/12/2013

- Các ph n m m phân lo i, phân tích trong luận án

Bảng 4 Các phần mềm chính sử dụng phân tích trong luận án

1 Ecognition Phân loại ảnh

2 ArcGIS Phân tích không gian, Kappa

- Luận án cũng ñã tham khảo nhiều ñề tài, dự án, báo cáo khoa học về lĩnh vực trắc ñịa bản ñồ, viễn thám, GIS, ñô thị hóa, bảo vệ tài nguyên môi trường và ñất ñai

9 Cấu trúc luận án

Luận án bao gồm 03 chương cùng với phần mở ñầu và kết luận, tài liệu tham khảo ñược trình bày trong 148 trang ñánh máy, có sử dụng 35 bảng, 52 hình và biểu

ñồ, bản ñồ kèm theo 8 phụ lục Dưới ñây là tiêu ñề các chương:

- Chương 1 Cơ sở lý luận và tổng quan các nghiên cứu ñánh giá tác ñộng

của quá trình ñô thị hóa ñến cơ cấu sử dụng ñất nông nghiệp

- Chương 2 Phân loại mờ tiếp cận ñối tượng chiết tách thông tin sử dụng ñất

khu vực Đông Anh – Hà Nội

- Chương 3 Đánh giá tác ng c a ô th hóa n bi n ng c c u s d ng

t nông nghi p khu v c Đông Anh, Hà N i

10 Lời cảm ơn

Luận án này ñược hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học GS TS Võ Chí

Mỹ và PGS TS Phạm Văn Cự tại bộ môn Trắc ñịa Mỏ khoa Trắc ñịa trường Đại học Mỏ - Địa Chất Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy, người ñã giúp ñỡ, hướng dẫn và ñộng viên tác giả trong suốt thời gian làm luận án

Trong quá trình học tập và nghiên cứu, tác giả ñã nhận ñược nhiều sự quan tâm giúp ñỡ từ nơi ñào tạo, bộ môn Trắc ñịa Mỏ, Phòng ñào tạo sau ñại học, Khoa Trắc ñịa trường Đại học Mỏ - Địa Chất và trung tâm nghiên cứu biến ñổi toàn cầu (ICARGC) Xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ quý báu ñó

Tác giả xin trân trọng cảm ơn tới ban lãnh ñạo trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, lãnh ñạo Khoa Trắc ñịa - Bản ñồ trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, Bộ môn Trắc ñịa cơ sở và các bạn ñồng nghiệp tại ñây ñã luôn sát cánh ñộng viên và hỗ trợ tác giả hoàn thành luận án

Tác giả xin ñược bày tỏ lòng cảm ơn tới bố mẹ, gia ñình và bạn bè, những người là chỗ dựa tinh thần và là ñiểm tựa vững chắc giúp tác giả hoàn thành luận án

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA ĐẾN

CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP

Trong ch ng 1 trình bày t ng quan v các nghiên c u liên quan n v n

1.1.1 Các quan ñiểm về ñô thị hóa, ñô thị và khu vực ven ñô

Thuật ngữ “ñô thị hóa” ra ñời năm 1867 trong một tác phẩm của kỹ sư cầu ñường người Tây Ban Nha Ildefonso Cerdà có tên là “Lý luận chung về ñô thị hóa” Theo bà, ñô thị hóa là một hiện tượng nhiều tầm và ña diện về kinh tế, xã hội, môi trường biểu hiện ở phát triển thủ công nghiệp, công nghiệp, sản xuất hàng hóa, phân công lao ñộng, chuyển ñổi nơi ở và làm việc,…[9] Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu cũng như các báo cáo hiện nay về vấn ñề ñô thị hóa ñều lấy khía cạnh dễ nhận biết nhất của nhân khẩu học ñó là sự tăng dần của dân số ñô thị trên tổng dân số của một vùng, một quốc gia hoặc châu lục; hay xem xét vấn ñề ñô thị hóa thông qua hiện tượng nhập cư vào ñô thị làm ñô thị tăng lên về lượng và mở rộng về không gian ñể ñịnh nghĩa ñô thị hóa [9] Để xác ñịnh ñược các tiêu chuẩn của ñô thị hóa phải hiểu ñược ñịnh nghĩa về ñô thị Các nhà khoa học ñịnh nghĩa về ñô thị theo nhiều quan ñiểm chủ yếu là dựa trên ñịa vị chính trị, các thuộc tính về nhân khẩu học, các tham số kinh tế và hành vi văn hóa xã hội Do không có ngưỡng tiêu chuẩn tối thiểu cho việc xác ñịnh một khu vực ñược gọi là khu vực ñô thị, nên mỗi quốc gia lại ñưa ra một ñịnh nghĩa riêng, hiện nay ñang tồn tại khoảng 30 ñịnh nghĩa khác nhau về ñô thị [32, 79, 150, 156, 159, 174]

Từ góc ñộ nhân khẩu học và ñịa lý, các học giả ñã ñưa ra ñịnh nghĩa ñô thị dựa trên ngưỡng tối thiểu về lượng tập trung dân số và mật ñộ dân số [84, 150,

174] L y tiêu chu n s dân t i thi u cho m t khu v c làm ng ng, nhi u n c ã

a ra nh ngh a v ô th là khu v c có s dân t i thi u t 2000 ng i tr lên nh Tây Ban Nha, C ng hòa Sec và Ethiopia [156] M t s n c khác còn thêm ch tiêu

v mật ñộ dân số ñể ñịnh nghĩa ñô thị: ở Canada, khu vực ñô thị phải có quy mô dân

số từ 1000 người và mật ñộ dân số từ 400 người trên 1 km2 trở lên [156]

Để phân biệt nông thôn với ñô thị, không chỉ dựa vào nhân khẩu học, mà còn dựa trên hoạt ñộng kinh tế và chính trị của khu vực Theo quan ñiểm của các nhà kinh tế, ñô thị là khu vực có dân số chủ yếu hoạt ñộng trong lĩnh vực công nghiệp

và dịch vụ [159, 174] Ở Ấn Độ, ngoài hai tiêu chí tổng số dân và mật ñộ dân số, họ còn thêm một tiêu chí nữa ñó là ba phần tư dân số nam giới trưởng thành lao ñộng phi nông nghiệp thì khu vực ñó mới là ñô thị [156]

Các nhà xã hội học và nhân chủng học kết nối ñô thị với hành vi và mối quan hệ của con người Trịnh Duy Luận trích dẫn lập luận của Louis Wirth rằng: ñặc trưng ñô thị là các kiểu mẫu văn hóa, cấu trúc xã hội, ñặc tính xã hội, cách sống tiêu biểu của khu vực thành thị khác biệt rõ rệt với nông thôn [4] Đây cũng

là tiêu chí ñể ñịnh nghĩa ñô thị [118, 159, 174]

Ở Việt Nam, ñô thị ñược ñịnh nghĩa theo quan ñiểm của quản lý, ñô thị là một khu vực dân cư tập trung có ñủ 2 ñiều kiện [1, 5, 174]:

- Về phân cấp quản lý, ñô thị là thành phố, thị xã, thị trấn ñược cơ quan nhà nước có thẩm quyền thành lập

- Về trình ñộ phát triển ñô thị, phải ñạt ñược những tiêu chuẩn là trung tâm tổng hợp hoặc là trung tâm chuyên ngành, có vai trò thúc ñẩy kinh tế của cả nước hay của một vùng lãnh thổ với quy mô dân số toàn ñô thị tối thiểu phải ñạt 4000 người trở lên và ñạt ñược một số tiêu chuẩn về cơ sở hạ tầng

Hầu hết các tài liệu nghiên cứu ñô thị hóa ở Việt Nam thiên về phân tích ñô thị hóa ở khu vực ñô thị Trong nghiên cứu của Lê Du Phong, tác giả ñưa ra một số chỉ tiêu ñịnh lượng và ñịnh tính cơ bản ñánh giá mức ñộ ñô thị hóa theo chiều sâu

và chiều rộng cho khu vực ñô thị [5] Mức ñộ ñô thị hóa cũng ñược Nguyễn Hữu

Đoàn ánh giá b ng vi c xây d ng h th ng tiêu chí và tiêu chu n cho toàn b ô

th l n Vi t Nam và tác giả l y th c nghi m ánh giá cho khu v c Hà N i [2] Báo cáo c a Ngân hàng th gi i nhận ñịnh ñô thị hóa thông qua ñánh giá sự chuyển ñổi ở năm khía cạnh bao gồm các sự chuyển ñổi về hình thể, hành chính, phúc lợi, nhân khẩu và kinh tế giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mức ñộ và hình thức ñô thị hóa,

về chức năng của thành phố và không gian kinh tế- xã hội của nó Báo cáo khẳng ñịnh những chuyển ñổi theo năm khía cạnh diễn ra trên toàn bộ hệ thống các thành phố của Việt Nam [169]

Tuy nhiên, quá trình ñô thị hóa không chỉ xảy ra ở những khu vực ñược coi

là ñô thị, trên thực tế, sự hiện diện của ñô thị hóa còn xuất hiện ở những khu vực không phải là không gian ñô thị, mà ở cả khu vực nông thôn và khu vực ven ñô [118, 152, 170]

Vùng ven ñô là một vành ñai chuyển tiếp giữa thành phố và nông thôn, chứa ñựng sự giao thoa và tương tác giữa nông thôn và ñô thị [127, 152, 170] Nó là nơi tồn tại xen kẽ, ñan xen các ñặc tính ñô thị và ñặc tính nông thôn Vì vậy, trong một nghĩa nào ñó, khu vực ven ñô có thể ñược coi là vùng nông thôn bởi vì nó ñược ñặc trưng bởi các khu ñịnh cư mật ñộ thấp, khu vực canh tác nông nghiệp và các dấu vết của lối sống nông thôn Trong một nghĩa khác, khu vực này là khu vực ñô thị bởi vì

nó là không gian diễn ra các hoạt ñộng công nghiệp hóa và phát triển cơ sở hạ tầng, ñồng thời nơi này ñang phải chịu áp lực ngày càng tăng của ñô thị cũ Theo Michael Leaf, khu vực ven ñô là vùng có cảnh quan năng ñộng, hỗn ñộn, chắp vá và liên tục biến ñổi Sự biến ñổi này diễn ra chủ yếu theo hướng từ nông thôn sang ñô thị [91]

Hình 1 1 Ví trí vùng ven ñô trong cấu trúc phát triển của ñô thị

Có th coi khu v c ven ô là vùng m cho b c chuy n t nông thôn sang thành th , n i phản ánh rõ nét nh t nh ng ảnh h ng c a quá trình ô th hóa i v i nông thôn Nguy n Duy Th ng cho r ng: nh ng bi n i v ô th hóa khu v c ven ô có th khác nhau i v i các nhóm xã h i và di n ra trên nhi u l nh v c khác nhau c a i s ng nh s d ng t, ki n trúc nhà c a, quy

mô và c c u dân s , lao ng và vi c làm, s c kh e và môi tr ng, bi n i l i

s ng và phong t c tập quán [8]

Đô thị hóa nói chung và ñô thị hóa ở khu vực ven ñô lại có những ñặc tính và sắc thái riêng Đô thị hóa ở khu vực ven ñô liên quan ñến quá trình chuyển ñổi của khu vực nông thôn nằm ngoại ô thành phố [7, 127, 152, 170, 171] Đô thị hóa ở khu vực này nhấn mạnh sự hình thành lan tỏa và phát triển của ñặc tính ñô thị thay thế cho những ñặc tính nông nghiệp, nông thôn vốn nổi trội trước khi bị ñô thị hóa [7] Quá trình ñô thị hóa ở những khu vực này ñang diễn ra theo các hướng như sau [7]:

- Theo hướng xuất hiện tính ñô thị ở một không gian nào ñó ñể trở thành một thị tứ, rồi phát triển dần thành một trung tâm ñô thị theo thời gian

- Theo chiều rộng, nghĩa là sự mở rộng không gian ñô thị, làm cho tính ñô thị lan tỏa sang khu vực nông thôn

- Theo chiều sâu và cao, trong ñó ñô thị ñược nén lại, ñẩy lên, làm cho tính ñô thị ñậm ñặc hơn trong khi không làm mở rộng không gian ñô thị

- Theo hướng kết hợp của các hướng nêu trên

1.1.2 Các yếu tố của ñô thị hóa ảnh hưởng ñến thay ñổi sử dụng ñất nông nghiệp

Các nghiên cứu thay ñổi sử dụng ñất thường xoay quanh câu hỏi trọng tâm

về mối quan hệ giữa sử dụng ñất và các yếu tố làm thay ñổi sử dụng ñất Thay ñổi

sử dụng ñất bị tác ñộng bởi rất nhiều nhân tố có nguồn gốc khác nhau [72]: yếu tố

tự nhiên [90, 103], phạm vi ñịa lý [164], thời gian và cường ñộ [57] Các yếu tố ảnh hưởng tới biến ñộng sử dụng ñất có thể ñược phân chia thành hai loại:

- Nhân tố tác ñộng của môi trường tự nhiên như khí hậu [36, 43, 90, 123, 144, 166], thủy văn [25], thổ nhưỡng [65, 115]

- Nhân t tác ng c a con ng i nh dân s [37, 61, 163, 164], công ngh [22, 86], h th ng chính tr và kinh t [88, 93, 105], v n hóa và tôn giáo [18, 38, 119], y u t dân t c [30]

Nh vậy, có thể thấy rằng thay ñổi sử dụng ñất là kết quả của hoạt ñộng kinh

tế - xã hội và ñiều kiện tự nhiên trong quá trình khai thác, sử dụng của con người ñược thể hiện trong hình 1.2 [28, 69, 94]

Trong các yếu tố ảnh hưởng ñến thay ñổi sử dụng ñất trên ñây, tác nhân kinh

tế - xã hội ñược coi là tác nhân chính và chủ yếu [105, 167] Một ñặc ñiểm dễ nhận thấy, ñó là việc chuyển ñổi sử dụng từ ñất nông nghiệp sang ñất ñô thị, khu công nghiệp là hiện tượng phổ biến và ñiển hình xảy ra ở hầu hết các nước ñang phát triển, trong ñó có Việt Nam [5, 11, 137]

Chuyển ñổi sử dụng ñất là một hiện tượng tất yếu của quá trình phát triển, tăng trưởng kinh tế [149, 178] Mật ñộ dân số cao, tăng trưởng kinh tế nhanh và quá trình ñô thị hóa ñược coi là những yếu tố chủ ñạo gây ra chuyển ñổi ñất nông nghiệp ở các nước ñang phát triển [68] Ở Việt Nam, chuyển ñổi ñất nông nghiệp sang ñất phi nông nghiệp diễn ra với tốc ñộ nhanh và mạnh mẽ từ những năm 1990 khi mà nhà nước có những chính sách thiên vị cho tăng trưởng và phát triển kinh tế [147] Theo Firman trích dẫn của Setiawan và Purwanto, các yếu tố của ñô thị hóa tác ñộng lên sử dụng ñất nông nghiệp ñược chia thành hai nhóm: yếu tố nội sinh và yếu tố ngoại sinh [52]

• Yếu tố ngoại sinh

(1) Công nghi p hóa

Phát tri n công nghi p c xem nh là m t ng c cho t ng tr ng kinh t [101] Nghiên c u c a Hualou Long và c ng s ch ng minh công nghi p hóa là nguyên nhân gây ra m t t nông nghi p khu v c Chongquing qua m i t ng quan ngh ch v i h s t ng quan cao gi a t ng tr ng sản l ng công nghi p và giảm di n tích t nông nghi p, ng th i có m i t ng quan thuận mạnh mẽ giữa giá trị sản lượng công nghiệp với ñất xây dựng [105] Công nghiệp hóa cũng ñã làm thay ñổi sử dụng ñất ở hầu hết các tỉnh của Trung Quốc [58, 68, 110, 183]

Nghiên cứu của Firman cho thấy sự phát triển các khu công nghiệp, ñặc biệt

là ở các khu vực xung quanh Jakarta (Indonesia) chính là yếu tố ảnh hưởng ñến thay ñổi diện tích ñất nông nghiệp Một số khu vực có quá trình chuyển ñổi từ nền kinh

tế nông nghiệp sang nền kinh tế công nghiệp và dịch vụ, sự chuyển ñổi này cũng ñược thể hiện thông qua việc thay ñổi cơ cấu lao ñộng và số lượng hộ gia ñình hoạt ñộng trong lĩnh vực nông nghiệp giảm [52]

(2) Tăng trưởng kinh tế và chuyển ñổi kinh tế

Tăng trưởng kinh tế và chuyển ñổi kinh tế cũng là một trong những nguyên nhân làm thay ñổi sử dụng ñất Trong nghiên cứu của mình, Xiangzeng Deng và cộng sự

ñã chứng minh ñược tăng thu nhập từ sản xuất và dịch vụ ñóng một vài trò mạnh

mẽ trong việc mở rộng ñô thị ở Trung Quốc Trong những năm 1980 - 1990, tăng trưởng kinh tế của Trung Quốc ñã thúc ñẩy sự phát triển của các vùng nông thôn với những ngôi làng công nghiệp và ñây là yếu tố gây áp lực ñáng kể trong việc chuyển ñổi sử dụng ñất nông nghiệp sang phi nông nghiệp [68]

(3) Dân số

Quá trình ñô thị hóa và di cư từ nông thôn ra ñô thị cũng là yếu tố chính ảnh hưởng ñến chuyển ñổi ñất nông nghiệp Han và ñồng nghiệp ñã nghiên cứu mô hình phân bố mất ñất nông nghiệp ở một số thành phố ở Trung Quốc và ông ñã xác ñịnh ñược mối quan hệ giữa ñô thị hóa và chuyển ñổi ñất nông nghiệp tại các thành phố

ñó Ông phát hiện ra rằng: có tương quan cao giữa tăng dân số và mất ñất nông

nghi p các thành ph ven bi n, n i quá trình ô th hóa di n ra m nh [64] Nhà nghiên c u Ho và Lin c ng ng quan i m nh vậy, họ kết luận rằng phát triển công nghiệp ở Trung Quốc thường gắn liền với quá trình ñô thị hóa và gây ra biến ñộng ñất nông nghiệp [68] Fazal cũng xác ñịnh một số yếu tố dân số làm ảnh hưởng ñến biến ñộng ñất nông nghiệp ở Ấn Độ Ông lập luận rằng mô hình ñô thị hóa và tăng trưởng dân số cao trong các quốc gia ñang phát triển và kém phát triển dẫn ñến áp lực lên ñất ñai Mở rộng ñô thị xâm lấn vào những khu vực có ñất nông nghiệp màu mỡ Ấn Độ ñã mất một diện tích ñất nông nghiệp lớn do sự mở rộng các khu ñô thị [50] Ở Indonesia, ña phần ñất nông nghiệp bị biến thành ñất phi nông nghiệp trong các dự án phát triển nhà ở suốt 20 năm qua Các dự án này diễn

ra mạnh mẽ nhất tại các vùng ngoại ô Jakarta và Manila [51, 113]

(5) Chính sách của chính phủ

Đa phần các chính sách phát triển kinh tế có xu hướng thúc ñẩy tăng trưởng công nghiệp và gián tiếp kích thích chuyển ñổi ñất ñai ở nhiều nước ñang phát triển, như Indonesia, Trung Quốc, Việt Nam, và Philippines [7, 101, 113, 158] Hơn nữa, chính sách phát triển không gian ñô thị và công nghiệp làm ñẩy mạnh việc chuyển ñổi sử dụng ñất tại khu vực ñó [51]

• Y u t n i sinh

(1) Hi u quả kinh t c a t và s d ng t

Levia Delphis ã khảo sát ng l c c a chuy n i s d ng t nông nghi p thành khu dân c Ông xem xét n b n y u t nh kích th c trang tr i, d c t nông nghi p, khoảng cách n thành ph g n nh t và n ng cao t c, ông coi chúng là bi n giả thuy t thúc y chuy n i t nông nghi p Massachusetts Ông

ch ng minh c r ng y u t kích th c trang tr i l n 9.4ha và khu t nông nghi p g n trung tâm thành ph , ng cao t c là y u t quan tr ng thúc y chuy n i t nông nghi p do quy mô kinh t nh l và do giá tr t nh ng khu

å [42] Nghiên c u c a Van den Berg và c ng s ã

dù di n tích t nông nghi p ngày càng giảm, nh ng sản xu t nông nghi p l i c

t ng c ng và ph n l n ng i dân phía Nam thành ph Hà N i chuy n i t tr ng lúa sang tr ng rau và nuôi tr ng th y sản cho thu nhập cao hơn [158] Đồng quan ñiểm với Van den Berg, nghiên cứu Brody Lee và các cộng sự cho thấy một phần

ba người dân khu vực ven ñô Hà Nội chuyển ñổi cây trồng từ lúa sang loại cây trồng có giá trị kinh tế cao hơn trong vòng 10 năm qua [92]

(2) Kỹ thuật canh tác

Khi các công nghệ hiện ñại ñược sử dụng trong nông nghiệp, nhu cầu lao ñộng sẽ giảm Các công nghệ sẽ tạo ra dư thừa lao ñộng trong khu vực nông thôn Người lao ñộng sẽ tìm kiếm công ăn việc làm trong khu vực ñô thị và dẫn tới nhu cầu về ñất cho các dịch vụ, nhà ở Đặc biệt là những khu vực ven ñô, nơi có nhiều khả năng mất ñất nông nghiệp [11]

(3) Điều kiện tự nhiên

Trong nghiên cứu “trở thành ñô thị, cách thức ñô thị hóa ảnh hưởng ñến mất ñất nông nghiệp” tại khu vực ven ñô thành phố Hà Nội theo các năm 1993, 2000 và

2007 của nhóm tác giả Phạm Thị Thanh Hiền ñã chứng minh ñược rằng: sự mất ñất nông nghiệp tập trung nhiều hơn ở các xã/phường gần với ñường giao thông chính

và g n v i trung tâm thành ph [67] Và hai y u t này c ng c xác nh trong các nghiên c u tr c Trung Qu c[146]

1.1.3 Các phương pháp ñánh giá tác ñộng của các yếu tố ñến sự biến ñộng

t nông nghi p thành ph Yixing Trung Qu c [124], nghiên c u c a Xiuhong,

Ph m Minh Hải, Ph m V n C [28, 35, 63, 167] Có nh ng nghiên c u ánh giá tác ng c a ô th hóa n t nông nghi p d a vào d li u th ng kê và d li u

i u tra xã h i, phân tích tác ng c a ô th hóa n s d ng t nh trong nghiên

c u c a Van den berg [158], Tr n c Viên [165], Brody Lee [92] v ô th Hà N i

v i thay i t nông nghi p Các nghiên c u này t u chung ang ánh giá m i quan h gi a ô th hóa và s d ng t theo hai h ng, m t là ánh giá theo quan

i m a lý, hai là ánh giá theo quan i m xã h i Hai h ng ti p cận ñộc lập, riêng rẽ này ñã bộc lộ một số hạn chế Các nhà nghiên cứu xã hội liên kết vấn ñề ñô thị hóa và sử dụng ñất theo phương pháp quy nạp thực tiễn [7, 158, 165], phân tích

và xem xét ñô thị hóa ở mức ñộ tổng hợp hơn bao gồm cả hai hợp phần: kinh tế và

xã hội Hạn chế của các tác giả này là chỉ dựa vào số liệu thống kê ñánh giá mà không ñịnh lượng không gian của mối quan hệ giữa ñô thị hóa và sử dụng ñất Trong khi ñó, các nhà ñịa lý ứng dụng viễn thám và hệ thông tin ñịa lý (GIS) chỉ xem xét ñô thị hóa tương ñồng với sự phát triển không gian, mở rộng không gian

khu v c dân c , khu công nghi p và khu ô th nh l ng thay i s d ng t theo không gian ô th hóa [35, 45, 47, 110] Tuy nhiên, các y u t c a ô th hóa tác ng n s d ng t trên cho th y bi n i s d ng t là m t v n ph c

t p, s ph c t p không ch n m n i hàm y u t s d ng t mà còn liên quan n các y u t ảnh h ng t i s thay i c a chúng Do ó, m t ngành hay m t ph ng pháp duy nh t không phân tích, ánh giá chúng m t cách toàn di n, sâu s c [26, 164] Khi nghiên c u v n s d ng t, c n thi t phải có s k t h p c a nhi u

ph ng pháp theo h ng ti p cận liên ngành [24, 26, 89, 105, 131, 154, 162] thông qua tích hợp dữ liệu ña chiều bao gồm dữ liệu kinh tế - xã hội và dữ liệu không gian

mà viễn thám là tư liệu tiêu biểu Nghiên cứu liên kết giữa khoa học viễn thám và khoa học xã hội ñang là một xu hướng hiện ñại, xu hướng này ñã ñược các nhà khoa học ñề cập trong tác phẩm “Xã hội và không gian: liên kết khoa học viễn thám và khoa học xã hội”, các tác giả của cuốn sách này ñưa ra một số ứng dụng tiềm năng

và ưu thế của việc kết nối dữ liệu trong nghiên cứu các vấn ñề liên quan ñến khoa học xã hội và khoa học tự nhiên [73]

Việc tích hợp tư liệu viễn thám và dữ liệu kinh tế - xã hội ñể phân tích ñã tạo ra một bước ñột phá cho nghiên cứu các vấn ñề sử dụng ñất liên quan ñến vấn

ñề xã hội một cách chặt chẽ và toàn diện hơn [24, 59, 104] Các phương pháp thống kê và mô hình hóa không gian ña chiều ñược sử dụng cho phân tích dữ liệu liên kết trong nghiên cứu mối quan hệ giữa biến ñổi sử dụng ñất với các yếu tố tác ñộng Các phương pháp thống kê và mô hình hóa không gian cho phép phân tích

dữ liệu liên kết trong mối quan hệ giữa biến ñộng sử dụng ñất với các yếu tố tác ñộng một cách toàn diện và hiệu quả hơn, ñặc biệt là giải quyết các vấn ñề tương quan không gian trong cứu, khi mà phân tích dựa trên số liệu thống kê truyền thống không thể ñạt ñược [28] Ở Việt Nam ñã có những nghiên cứu theo hướng này như nghiên cứu của Müller [122], Vũ Kim Chi [30], Phạm Thị Thanh Hiền [67] Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ tập trung cho ñánh giá mối quan hệ giữa sử dụng ñất với ñiều kiện tự nhiên là chính, còn ñiều kiện kinh tế - xã hội thì hầu như bỏ ngỏ

Phân tích th ng kê không gian có hai cách th c ti p cận: phân tích không gian theo vùng lãnh thổ, phân tích không gian theo ñiểm [73] Phân tích thống kê không gian ñược chia thành bốn nhóm: phân tích khảo sát dữ liệu, phân tích hồi quy, thống kê Bayes và mạng nơ-ron nhân tạo ñược thể hiện ở hình 1.3

Hình 1 3 Phân loại các phương pháp phân tích biến ñộng lớp phủ

và sử dụng ñất dựa trên ñối tượng và cấu trúc dữ liệu [96]

Phụ thuộc vào kiểu biến số Mục tiêu

DỮ LIỆU

Rút gọn dữ liệu

Phát hiện cấu trúc Phát hiện mối quan hệ

Phân loại

Phân tích khảo sát

dữ liệu

PCA

Phân tích nhân tố Phân tích chính tắc

Phân tích cụm

Phân tích hồi quy

Hồi quy ñồng thời

Phân tích Tobit

Hồi quy logistic

Hồi quy ña thức

Biến rời rạc nhiều chiều

Hồi quy tuyến tính

• K thuật phân tích khảo sát dữ liệu

Phân tích khảo sát dữ liệu nhằm mục ñích ñể giảm số lượng các biến, mô tả cấu trúc cơ bản giữa các biến và ñể phân loại các biến vào các nhóm dữ liệu

(1) Phân tích nhân tố

Phân tích nhân tố ñể xác ñịnh các biến cơ bản nhằm giải thích các cấu trúc mối tương quan trong một tập hợp biến khảo sát Phân tích nhân tố là một phương pháp phân tích thống kê dùng ñể rút gọn một tập gồm nhiều biến quan sát phụ thuộc lẫn nhau thành một tập biến nhỏ hơn (gọi là các nhân tố) nhưng vẫn chứa ñựng hầu hết nội dung thông tin của tập biến ban ñầu Phân tích nhân tố cũng có thể ñược sử dụng ñể tạo ra giả thiết cho các phân tích tiếp theo

Phân tích nhân tố liên quan ñến các mối quan hệ nội tại của một tập hợp các biến và nhằm xây dựng một tập hợp các nhân tố giả ñịnh (không quan sát ñược) từ một tập hợp các biến có thể quan sát ñược Mô hình phân tích nhân tố chỉ ra rằng: các biến ñược xác ñịnh bởi các nhân tố chung (ước tính theo mô hình) và các nhân

tố duy nhất (không chồng chéo giữa các biến quan sát) Thông thường, việc xác ñịnh các tác nhân cho biết mối quan hệ giữa những biến gốc và những nhân tố ñó là nhân tố có thực trong tự nhiên Tuy nhiên, phân tích nhân tố tăng tính chủ quan xác ñịnh của dữ liệu

Trong nghiên cứu của mình, Veldkamp ñã sử dụng phân tích nhân tố trong vấn ñề biến ñộng lớp phủ và sử dụng ñất ở Costa Rica tại sáu quy mô khác nhau Ông ñã chỉ ra rằng: phân bố không gian có liên quan ñến sử dụng ñất; các tác nhân

và các thành phần thay ñổi theo quy mô phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu không gian Tổng phương sai trong tập dữ liệu ñược mô tả bởi bốn nhóm nhân tố quan trọng, có giá trị từ 68%-81% trên tổng phương sai [161] Đinh Thị Bảo Hoa ñã sử dụng phương pháp này ñể xác ñịnh mức ñộ phát triển kinh tế- xã hội của huyện Thanh Trì trong nghiên cứu sử dụng hợp lý ñất vùng ven ñô [3]

(2) Phân tích thành phần chính (PCA)

M c tiêu c a PCA là tìm m t không gian m i v i s chi u nh h n không gian c Các tr c t a trong không gian m i c xây d ng sao cho trên m i tr c,

bi n thiên c a d li u là l n nh t Phân tích PCA r t h u d ng trong vi c phát

hi n c u trúc d li u nh m mô tả các tác nhân c a thay i l p ph và s d ng t

và ph ng pháp này c ng c s d ng trong quá trình x lý d li u bi n ng l p

ph và s d ng t

Trong nghiên c u c a mình, Köbrich [83] ã s d ng PCA giảm thi u d

li u trong quá trình th c hi n i n hình hóa h th ng canh tác c a khu v c vùng núi Chile B d li u g m có 67 trang tr i v i 25 bi n h th ng canh tác khác nhau

c thu thập Kết quả phân tích loại bỏ 14 biến qua phân tích lọc dữ liệu thiếu, sự biến thiên, chỉ còn 11 biến ñược giữ ñể phân tích thành phần chính ñưa ra 7 nhân tố Nghiên cứu của Duchateau là một ví dụ về sử dụng phân tích PCA một cách hiệu quả ñể giảm số lượng biến ñộc lập trước khi phân tích hồi quy trong nghiên cứu ở Zimbabwe nhằm ñưa ra liên kết giữa tần suất mắc bệnh và một tập biến liên quan ñến ñiều kiện môi trường Nhiều biến môi trường có tính tương quan, gây ra ña cộng tuyến (multicollinearity) trong phân tích hồi quy, do ñó, phân tích PCA ñược

sử dụng ñầu tiên ñể giảm thiểu dữ liệu trước khi ñưa vào phân tích hồi quy [46] (3) Phân tích tương quan chính tắc (canonical correlation analysis)

Phân tích tương quan chính tắc là kỹ thuật ña biến có cơ sở như phân tích nhân tố, nhưng trong ñịnh nghĩa và các ñối tượng của nó lại quan hệ mật thiết với hồi quy ña biến (multiple regression) Phương pháp thống kê này ñặc biệt thích hợp khi những biến phụ thuộc có tương quan với nhau Trong một số trường hợp, phân tích tương quan chính tắc có thể không phát hiện ra những mối quan hệ phức tạp phản ánh cấu trúc giữa biến dự báo và biến phụ thuộc Trong nghiên cứu của Hoshino về sử dụng ñất tại Nhật, tập dự báo là ñiều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội còn tập phụ thuộc là phần trăm diện tích của bốn loại sử dụng ñất chính [69]

(4) Phân tích cụm (cluster analysis)

Phân tích cụm ñược sử dụng ñể phân loại các quan sát bằng cách tính toán sự giống nhau giữa các cặp quan sát thông qua hệ số khoảng cách Trong nghiên cứu

Trong nghiên c u c a mình, Köbrich [83] ã s d ng phân tích c m phân

c p i n hình hóa h th ng canh tác, nh m mô hình hóa t nông nghi p tiêu bi u

áp d ng cho khu v c Chile, phân tích c m phân c p c áp d ng trên bảy nhân t

t o ra n m nhóm

• Phân tích h i quy

Phân tích h i quy c s d ng xác nh m i quan h gi a m t bi n ph thu c v i m t ho c nhi u bi n c lập Có rất nhiều phương pháp hồi quy, việc lựa chọn phương pháp hồi quy phụ thuộc vào sự khác nhau của biến phụ thuộc và cấu trúc dữ liệu ñược thể hiện trong bảng (1.1)

Bảng 1 1 Lựa chọn phương pháp hồi quy dựa trên ñặc ñiểm biến phụ thuộc [96]

Hồi quy tuyến tính (linear regression) Liên tục

Hồi quy logistic (Logistic regression) Hai biến rời rạc

Hồi quy ña thức

(Multinomial regression)

Đa biến rời rạc

Logistic bậc (Ordered logistic) Bậc rời rạc

Phân tích Tobit (Tobit analysis) Liên tục có kiểm soát

Hồi quy ñồng thời

Hồi quy tuyến tính là phương pháp thường ñược sử dụng trong mô hình biến ñộng sử dụng ñất và lớp phủ Dữ liệu ñầu vào của hồi quy tuyến tính là các biến ñộc lập liên tục ví dụ chỉ số NDVI nằm trong khoảng từ -1 ñến +1 hay tăng trưởng dân số Trong nghiên cứu của Weiss, phương pháp hồi quy tuyến tính ñã ñược sử dụng ñể ñánh giá ñiều kiện sinh thái ở Saudi Arabia Hệ số biến ñổi COV (coefficient of variation) của NDVI từng tháng ñã ñược sử dụng như một phép ño sinh khối của khu vực Hệ số COV NDVI cao hơn ñại diện cho sự thay ñổi sinh khối ở khu vực lớn hơn Xu hướng giá trị COV ñược ñánh giá bằng hồi quy tuyến tính khoảng thời gian 12 năm [173] López ñã sử dụng hồi quy tuyến tính ñể dự báo mở rộng ñô thị ở Mexico thông qua mối quan hệ giữa phát triển ñô thị với tăng dân số [106] Trong nghiên cứu của mình, Phạm Thị Thanh Hiền ñã sử dụng hồi quy tuyến tính ñể xác ñịnh mối liên quan giữa bốn chỉ tiêu ñịnh lượng cho ñô thị hóa, bao gồm diện tích ñất xây dựng, khoảng cách ñến ñường giao thông chính, khoảng cách tới trung tâm Hà Nội và sự thay ñổi tình trạng hành chính (từ xã lên phường) ñược ñưa vào ñể ñánh giá mất ñất nông nghiệp hàng năm và mức ñộ mất ñất nông nghiệp từng năm khu vực nghiên cứu [67]

(2) Hồi quy logistic

Hồi quy logistic là phương pháp áp dụng cho những trường hợp biến phụ thuộc (Y) có kết quả nhị phân Trong hồi quy logistic, các biến X ñược sử dụng ñể xây dựng một phương trình toán học có thể dự báo khả năng mà các biến Y có xác suất bằng 1 Hàm quan hệ giữacác biến ñộc lập và biến phụ thuộc trở thành:

Logistic(Y) = a + 1X1+ 2X2+…+ kXk (1 2)

Có th chuy n i thành:

( !∀#∃%&∋()∗+,−./01)

Ph ng pháp h i quy logistic th ng c s d ng trong nghiên c u bi n

ng s d ng t Serneels và Lambin (2001) ã s d ng h i quy logistic xác

nh nh ng tác nhân làm bi n ng s d ng t Kenya T t cả các bi n giải thích

c xu t t mô hình khái ni m cho khu v c nghiên c u [139] Trong nghiên

c u c a V Kim Chi ã ch ng minh tính dân t c có ảnh h ng n s d ng t khu

v c Su i Mu i d a vào ph ng pháp h i quy logistic [30]

(3) H i quy logistic a th c

Mô hình h i quy a th c logistic c s d ng cho tr ng h p s l ng bi n

ph thu c nhi u h n hai Ph ng pháp này c ng t ng t nh h i quy logistic

nh ng nó t ng quát h n b i vì các bi n ph thu c không ch gi i h n hai, m i lo i

bi n c so sánh v i m t lo i tham chi u và bi n ph thu c phải c phân lo i Các bi n c lập có thể là nhân tố hoặc biến số (các nhân tố là các biến phân loại còn biến số là các biến liên tục)

Mô hình ña thức logistic ước tính hướng và cường ñộ của các biến tác ñộng dựa lên biến phụ thuộc bằng cách dự báo khả năng xảy ra có liên quan tới mối quan

hệ giữa các loại biến phụ thuộc Xác suất mà Y= h có thể ñược xác ñịnh như sau:

Χ∆ΕΦΓ

Η Ι ϑΚΛΜ

ΝΟΠ

(1 4)

trong ñó:

- m biểu thị lớp phủ và sử dụng ñất ñược sử dụng cho phân tích,

- vector thông số ước tính,

- xl là các biến tác ñộng cho tất cả các Y tại các vị trí l

Trong nghiên c u c a mình, Müller và Zeller ã s d ng mô hình logistic a

th c xác nh khả n ng chuy n i c a các pixel thành m t trong n m lo i t Phân tích này c th c hi n t i vùng c L c, Vi t Nam nh m mô tả vai trò và t m quan tr ng các tác ng c a con ng i n bi n ng r ng [122]

(4) Logistic bậc

Logistic bậc là mô hình logistic mở rộng với biến phụ thuộc là biến trạng thái rời rạc ñược sắp xếp theo một trận tự nhất ñịnh Một ví dụ ñiển hình của mô hình này có thể ứng dụng ñể phân tích mức ñộ canh tác thấp, trung bình và cao Trong nghiên cứu ñánh giá về xói mòn tại vùng Ethiopia, các tác giả ñã áp dụng mô hình logistic bậc với một biến liên tục y và một tập hợp biến x Biến y là các trạng thái liên tiếp ñại diện cho các lớp (ví dụ: 1 = không xói mòn; 2= xói mòn ở mức ñộ trung bình; 3 = xói mòn ở mức ñộ nghiêm trọng,…) ñại diện cho một biến quan sát rời rạc z Phương trình có dạng:

trong ñó:

- là vector các tham số ñược ước tính,

- Τ là sự biến ñổi (ñộc lập qua các lần quan sát),

trong ñó: _, …, αβ là các ngưỡng ñược xác ñịnh χ< δ< …< εφγ

Logistic bậc là một phương pháp tiềm năng cho nghiên cứu biến ñộng lớp phủ và sử dụng ñất

(5) Phân tích Tobit

Phân tích Tobit phù h p v i bi n ph thu c có giá tr n m trong m t khoảng

nh t nh và chúng c chuy n thành m t giá tr nh m tránh m t thông tin Công

Chomitz và Thomaz ã s d ng mô hình Tobit giải thích không gian chuy n i s d ng t khu v c Amazon D li u i u tra dân s c s d ng k t

n i chuy n i r ng và n ng su t ng c v i l ng m a, ch t l ng t, c s h

t ng ây, mô hình Tobit c s d ng là thích h p vì thông tin v dân s th c t không có khu v c t nông nghi p [31]

(6) H i quy ng th i

H i quy ng th i s d ng mô hình ph thu c t ng tác ng th i c a các

i t ng trong th gi i th c Mô hình này thông th ng c xây d ng t các

ph ng trình h i quy tuy n tính V m t lý thuy t mô hình c ánh giá là phù

h p v i bi n i s d ng t th c t Tuy nhiên, n nay thì v n ch a có m t nghiên c u s d ng t nào s d ng k thuật phân tích này

(7) Phân tích phân cấp

Các dữ liệu liên quan ñến thay ñổi sử dụng ñất và lớp phủ như thổ nhưỡng, dân số ñược phân cấp thành các nhóm ở các mức ñộ khác nhau Mức ñộ ñó có thể là cấp ñộ theo không gian hoặc có thể là theo chủ ñề Trong nghiên cứu sử dụng ñất ở Nhật Bản, Hoshino ñã áp dụng phân tích phân cấp theo không gian [69] Để phân tích các dữ liệu phân cấp, tiếp cận OLS thường ñược sử dụng vì dữ liệu sẽ mang ít thông tin hơn nếu nó phân bố ở dạng ngẫu nhiên Khái quát về một mô hình ña cấp ñược thể hiện trong hồi quy ñơn giản sau ñây:

Ph ng pháp này là m t phân tích th ng kê d a vào luật Bayes Xác suất của

tham số p là tỉ lệ thuận với xác xuất trước ñó của tham số p nhân với khả năng xảy

ra của p bắt nguồn từ dữ liệu thu thập ñược Trong nghiên cứu của mình,

De Almeida và cộng sự (2003) ñã sử dụng kỹ thuật Bayes ñể phát triển một cấu trúc

mô phỏng thay ñổi ñô thị dựa trên ước tính quá trình chuyển ñổi sử dụng ñất [40]

(9) Mạng nơ-ron nhân tạo ANN (Artifical neural networks)

Mạng nơ-ron nhân tạo ANN là thuật toán mô phỏng hoạt ñộng của hệ thần

kinh sinh học trong việc giải quyết các tài toán kỹ thuật và công nghệ ANN ñược sử

dụng ñể nhận dạng mẫu, dự báo và phân loại Nó không phải là một kỹ thuật thống

kê, nhưng trong hoạt ñộng của nó là có liên quan ñến mô hình hồi quy Mạng lưới trí

tuệ nhân tạo ñã ñược phát triển ñể mô hình hóa hệ thống kết nối não bộ của tế bào

thần kinh ñể máy tính có thể bắt chước khả năng của não trong phân loại các cấu trúc

và học hỏi từ thử nghiệm do quan sát các mối quan hệ trong dữ liệu Nguyên lý cơ

bản của mạng lưới nơ-ron nhân tạo ñược dựa trên tế bào Nó gồm một nút ñơn l tiếp

nhận ñầu vào trọng số và ngưỡng các kết quả theo một quy luật xác ñịnh Bộ máy

nơ-ron ñơn giản có khả năng phân loại dữ liệu tuyến tính phân chia và thực hiện hàm

tuyến tính Cấu trúc hệ nơ-ron nhân tạo bao gồm ba lớp: lớp ñầu vào, lớp ẩn và lớp

ñầu ra do ñó có thể xác ñịnh mối quan hệ phi tuyến tính trong tự nhiên Nghiên cứu

của Li và Yeh ñã mô phỏng sự tiến triển của sử dụng ñất dựa trên việc tích hơp mạng

l i n -ron nhân t o và cellular automata Mô hình cellular automata thông th ng

có v n trong vi c xác nh giá tr tham s mô ph ng, quy t c chuy n i và c u trúc mô hình S k t h p gi a m ng n -ron v i cellular automata là r t t t cho mô

ph ng h th ng s d ng t ph c t p b i vì m ng n -ron khả quan trong vi c i phó v i d li u nghèo nàn, ng th i n m b t các tính n ng phi tuy n ph c t p trong quá trình mô hình hóa M t m ng n -ron ba l p v i nhi u n -ron u ra c thi t

k tính toán xác su t chuy n i s d ng t Mô hình này ã c áp d ng cho khu v c phát tri n ô th nhanh mi n nam Trung Qu c [100]

Tóm l i, các ph ng pháp phân tích th ng kê và mô hình hóa không gian

c s d ng phân tích d li u tích h p vi n thám và d li u th ng kê, ánh giá tác ng c a các y u t n s d ng t là xu h ng ti p cận hiện ñại thể hiện trên hình 1.3 Tuy nhiên, ñối với từng khu vực nghiên cứu, cần phải dựa vào cấu trúc dữ liệu, yêu cầu và các ñiều kiện cụ thể ñể lựa chọn các phương pháp phù hợp với ñộ chính xác cao nhất và hiệu quả nhất

1.2 Tổng quan nghiên cứu lớp phủ và sử dụng ñất

ñó, khi nghiên cứu về sử dụng ñất chiết tách từ dữ liệu viễn thám, một ñiều cần lưu ý

là phân biệt các thuật ngữ cơ bản về sử dụng ñất và lớp phủ bề mặt

Sử dụng ñất và lớp phủ bề mặt là hai khái niệm riêng rẽ Lớp phủ bề mặt là trạng thái lý sinh của bề mặt Trái ñất và phần ngay sát dưới bề mặt [154] Nói một cách khác, lớp phủ bề mặt mô tả các trạng thái vật lý của bề mặt Trái ñất Thuật ngữ lớp phủ bề mặt ban ñầu liên quan ñến các loại thực phủ trên bề mặt Trái ñất, nhưng sau ñó, nó ñược mở rộng ra khi bao gồm các cấu trúc nhân tạo và các khía cạnh

khác c a môi tr ng t nhiên nh th nh ng, a d ng sinh h c, n c b m t và

n c ng m [121] Trong khi ó, s d ng t là khái ni m c xây d ng theo ch c

n ng và m c ích s d ng c a con ng i [154] Moser cho r ng "s d ng t là cách th c và m c ích c a con ng i tác ng lên t và tài nguyên c a t ai” [121] Nhà nghiên c u Turner quan ni m “s d ng t bi u th vi c làm c a con

ng i trên t" [155] N m 1995, FAO a ra m t nh ngh a khá hoàn ch nh v s

d ng t "s d ng t liên quan n ch c n ng ho c m c ích s d ng b i con

ng i và nó có th c nh ngh a nh là các ho t ng c a con ng i có liên quan tr c ti p n t ai, s d ng ho c có tác ng n t ai " [49]

S d ng t có quan h mật thiết với lớp phủ bề mặt, theo Turner "lớp phủ

bề mặt có ý nghĩa vật lý, hóa học hoặc phân loại sinh học, ví dụ như ñồng cỏ, rừng, trong khi sử dụng ñất ñề cập ñến mục ñích của con người có liên quan ñến lớp phủ,

ví dụ như chăn nuôi, trồng trọt, xây dựng hay khu vực ñô thị” [155] Sử dụng ñất liên quan ñến lớp phủ bề mặt theo nhiều cách khác nhau và ảnh hưởng ñến lớp phủ

bề mặt dưới những hình thức khác nhau Theo ông, có ba trường hợp có thể xảy ra biểu thị mối quan hệ giữa sử dụng ñất và lớp phủ bề mặt Một là, "sử dụng ñất duy nhất có thể ñúng với một lớp phủ bề mặt duy nhất”, hai là, “một loại hình sử dụng ñất duy nhất có nhiều loại lớp phủ” và ba là, “ một lớp phủ duy nhất có thể có nhiều loại hình sử dụng ñất” [155] Do vậy, lớp phủ bề mặt và sử dụng ñất tuy là hai khái niệm cần ñược phân biệt nhưng chúng lại có quan hệ chặt chẽ với nhau và phụ thuộc phần lớn vào ñặc tính của ñất như (lớp thực phủ, vị trí,…) Trong thực tế nghiên cứu, lớp phủ bề mặt có thể ñứng một mình nhưng sử dụng ñất nhìn chung không thể không liên quan ñến lớp phủ bề mặt [108, 131]

1.2.2 Các phương pháp phân loại và quy mô chiết tách thông tin sử dụng ñất từ

tư liệu viễn thám

Các dữ liệu viễn thám như Landsat, SPOT,… với những lợi thế về chu kỳ chụp lặp, chi phí thấp, tính khái quát ñã trở thành nguồn dữ liệu chính cho nghiên cứu các vấn ñề liên quan ñến lớp phủ và sử dụng ñất [109]. Thông tin lớp phủ và sử dụng ñất ñược chiết tách từ tư liệu viễn thám thông qua phương pháp phân loại