Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất tại thành phố vĩnh yên giai đoạn 2000 2010

Cơ sở khoa học của việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong công tác xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất... Ngày nay, GIS được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau có liên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

TRẦN VĂN BÌNH

Tên đề tài: “ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TẠI THÀNH

PHỐ

VĨNH YÊN GIAI ĐOẠN 2000-2010”

LuËn v¨n th¹c sÜ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

THÁI NGUYÊN – Năm 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày 18 tháng 9 năm 2011

Tác giả luận văn

Trần Văn Bình

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Thị Lan - phó Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - người

đã hướng dẫn, giúp đỡ rất tận tình trong thời gian tôi học tập tại trường và

hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Sau đại học đã giảng dạy, đóng góp ý kiến, tạo điều kiện cho tôi học tập và hoàn thành luận văn của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc cùng các anh chị đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình công tác

và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Bố, Mẹ, người thân trong gia đình và bạn

bè đã làm chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi học tập và công tác

Tác giả luận văn

Trần Văn Bình

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở thực tiễn của đề tài 4

1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý 5

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 5

1.2.2 Mục đích ứng dụng của GIS 7

1.2.3.Các đặc điểm hệ thống thông tin địa lý 9

1.3 Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý 16

1.3.1 Nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và môi trường 16

1.3.2 Nghiên cứu điều kiện kinh tế xã hội 17

1.3.3 Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển 17

1.3.4 Thổ nhưỡng 17

1.3.5 Trồng trọt 17

1.3.6 Quy hoạch thuỷ văn và tưới tiêu 18

1.3.7 Kinh tế nông nghiệp 18

1.3.8 Phân tích khí hậu 18

1.3.9 Mô hình hoá nông nghiệp 18

1.4 Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng kỹ thuật GIS 20

1.5 Một số ứng dụng của GIS ở Việt Nam 21

1.6 Cơ sở khoa học của việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong công tác xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất 24

1.6.1 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 24

1.6.2 Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất 24

1.6.3 Tài liệu sử dụng thành lập bản đồ sử dụng đất nông nghiệp 25

1.6.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với bản đồ nền sử dụng trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 26

1.6.5 Nội dung và nguyên tắc thể hiện các yếu tố hiện trạng sử dụng đất 30

1.6.6 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất dạng số 31

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.1 Mục đích của đề tài 39

2.2 Ý nghĩa của đề tài 39

2.2.1 Về lý luận 39

2.2.2 Về thực tiễn 39

2.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 39

2.4 thời gian, địa điểm nghiên cứu 39

2.5 Nội dung nghiên cứu 40

2.6 Phương pháp nghiên cứu 40

2.6.1 Phương pháp thu thập số liệu 40

2.6.2 Phương pháp xử lý số liệu 41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 42

3.1 Khái quát đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội thành phố Vĩnh Yên 42

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 42

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 43

3.2 Tư liệu và thiết bị sử dụng 46

3.3 Xây dựng bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1/10.000 năm 2000 47

3.3.1 thu thập dữ liệu phục vụ cho số hóa bản đồ 47

3.3.2 Thu thập dữ liệu đo đạc thực địa 47

3.3.3 Kết quả thu thập bản đồ, tài liệu đã có trên khu vực nghiên cứu 47

3.3.4 Kết quả xử lý số liệu 50

3.4 Xây dựng bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1/10.000 năm 2005 59

3.4.1 Công tác thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ địa chính 59

3.4.2 Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 60

3.5 Xây dựng bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1/10.000 năm 2010 62

3.5.1 Công tác thu thập, chuẩn bị tài liệu 62

3.5.2 Độ tin cậy của số liệu 63

3.5.3 Phương pháp và quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 63

3.6 Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 1 từ năm 2000 đến năm 2005 68 3.6.1 Tổng diện tích tự nhiên toàn thành phố Vĩnh Yên 69

3.6.2 Nhóm đất nông nghiệp 70

3.6.3 Đất lâm nghiệp 70

3.6.4 Đất nuôi trồng thủy sản 71

3.6.5 Đất nông nghiệp khác 71

3.6.6 Nhóm đất phi nông nghiệp 71

3.6.7 Nhóm đất chưa sử dụng 74

3.7 Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2 từ năm 2005 đến năm 2010 75 3.7.1 Tổng diện tích tự nhiên thành phố Vĩnh Yên 76

3.7.2 Nhóm đất nông nghiệp 76

3.7.3 Nhóm đất phi nông nghiệp 78

3.7.4 Nhóm đất chưa sử dụng 80

3.8 Đánh giá chung về tình hình quản lý sử dụng đất 81

3.9 Giải pháp quản lý nguồn tài nguyên đất và sử dụng hợp lý tài nguyên đất 83

3.9.1 Trong công tác quản lý đất đai 83

3.9.2 Phát triển đa ngành, đa lĩnh vực 84

3.9.3 Về cơ chế chính sách phát triển kinh tế 84

3.9.4 Về cơ chế, chính sách xã hội 85

3.9.5 Giải pháp sử dụng đất nông nghiệp 85

3.9.6 Giải pháp về vốn đầu tư 85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87

Kết luận 87

Kiến nghị 88

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tỷ lệ bản đồ nền dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất28

Bảng 1.2: Các khoanh đất phải thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31

Bảng 3 1: Thống kê diện tích các loại đất năm 2000 thành phố Vĩnh Yên 58

Bảng 3 2: Bảng thống kê diện tích các loại đất năm 2005 62

Bảng 3 3: Thống kê diện tích các loại đất năm 2010 67

Bảng 3 4: Bảng so sánh diện tích năm 2000 với năm 2005 69

Bảng 3 5: Bảng so sánh diện tích năm 2005 và năm 2010 76

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1: Sự thể hiện quang cảnh sự vật dưới các lớp bản đồ khác nhau 9

Hình 1 2: Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ 10

Hình 1 3: Chồng lắp bản đồ theo phương pháp cộng 11

Hình 1 4: Một ví dụ trong việc chồng lắp các bản đồ 11

Hình 1 5: Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ 12

Hình 1 6: Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic 13

Hình 1 7: Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian 13

Hình 1 9: Phương thức và kết quả nội suy điểm 14

Hình 1 8: Vùng đệm với các khoảng cách khác nhau 14

Hình 1 10: Nội suy giá trị pH đất tại các điểm khảo sát 15

Hình 1 11: Một thí dụ ứng dụng của GIS trong đánh giá sử dụng đất 21

Hình 3 1: Vị trí địa lý Thành phố Vĩnh Yên 42

Hình 3 2: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 48

Hình 3 3: Bản đồ nền hiện trạng sử dụng đất 49

Hình 3 4: Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu 50

Hình 3 5: Các bước trong quá trình nắn chỉnh ảnh Raster 52

Hình 3 6: Ranh giới thành phố 53

Hình 3 7:Hệ thống thủy văn 53

Hình 3 8: Lớp hệ thống địa hình 54

Hình 3 9: Lớp thông tin địa danh 54

Hình 3 10: Lớp ranh giới khoanh đất 54

Hình 3 11: Chuyển thông tin từ Microstation sang Mapinfor 55

Hình 3.12: Lớp thông tin của bản đồ HTSD đất thành phố Vĩnh Yên năm 2000 57 Hình 3.13: Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ địa chính 60

Hình 3 14: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005 sau khi đổ vùng và tạo khung 60Hình 3 15: Bản đồ hiện trạng thành phố Vĩnh Yên Năm 2010 66

MỞ ĐẦU

Đất đai là tài nguyên vô cùng quan trọng trong chiến lược phát triển

của mỗi Quốc gia Một trong những chỉ tiêu đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia đôi khi còn được tính theo mức độ biến động trong quá trình sử dụng

đất của Quốc gia đó Việc gia tăng dân số, tốc độ đô thị hóa nhanh làm cho

quỹ đất quốc gia bị biến động Vậy, làm thế nào để quản lý đất đai hiệu quả

và chặt chẽ nhất nhằm bảo vệ quyền sở hữu nhà nước đối với đất đai? Đây là câu hỏi đặt ra cho các cấp chính quyền mà trực tiếp là các nhà quản lý đất đai

Trong những năm trước đây, công tác quản lý đất đai của nước ta chưa

được coi trọng, gần như bị lãng quên, gây ra nhiều tiêu cực xã hội ảnh hưởng

lớn đến đời sống nhân dân Mặt khác, trong cơ chế thị trường ngày nay sự tồn tại khách quan của nhiều thành phần kinh tế kéo theo sự đa dạng của các mối quan hệ trong quản lý và sử dụng đất

Để có sự quản lý chặt chẽ, sử dụng hợp lý tiết kiệm nguồn tài nguyên

vô giá này, việc đổi mới công tác quản lý đất đai là rất cần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước với mục tiêu dân giàu nước mạnh, xã hội công bằng văn minh

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đòi hỏi các thông tin phải chính xác, nhanh chóng và kịp thời nên việc ứng dụng các phương pháp làm bản đồ truyền thống không còn phù hợp và một bộ công cụ làm bản đồ mới ra đời, đáp ứng được nhu cầu trên Đó là hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems), viết tắt là GIS Hệ thống này có các chức năng cơ bản là tự động tìm kiếm, thu thập và quản lý thông tin theo ý muốn,

đặc biệt có khả năng chuẩn hóa và biểu thị các số liệu không gian từ thế giới

thực tại phục vụ cho các mục đích khác nhau trong sản xuất và trong nghiên cứu khoa học

Sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một bước tiến hết sức to lớn trên con đường đưa các ý tưởng, kết quả nghiên cứu địa lý, cách tiếp cận

hệ thống theo quan điểm địa lý học hiện đại vào cuộc sống Ngày nay, GIS

được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau có liên quan đến địa lý

như: thành lập bản đồ, phân tích dữ liệu không gian đánh giá tài nguyên đất, xây dựng, quy hoạch đô thị và nông thôn…GIS được sử dụng trong nhiều ngành kỹ thuật trong đó có ngành quản lý đất đai Khoa học công nghệ của ngành quản lý đất đai chủ yếu vào ba lĩnh vực là: công nghệ thu thập thông tin, công nghệ sử lý thông tin và quản lý thông tin Với tình hình biến động

đất đai như ngày nay, việc quản lý đất đai bằng sổ sách và bản đồ giấy không

thể đáp ứng được nhu cầu cập nhật những thông tin về biến động đất đai một cách kịp thời Công tác xây dựng và chỉnh lý bản đồ hiện trạng sử dụng đất là một hoạt động lớn của ngành quản lý đất đai Nó đòi hỏi có sự phối hợp đồng

bộ và nỗ lực to lớn của tất cả các cấp quản lý cũng như nghiệp vụ kỹ thuật trong toàn ngành Để đưa hoạt động chỉnh lý và xây dựng bản đồ hiện trạng

sử dụng đất ở tất cả các cấp theo định kỳ hàng năm và 5 năm vào nề nếp, việc

đưa công nghệ thông tin vào trong công tác xây dựng bản đồ hiện trạng sử

dụng đất là điều cần thiết nó đáp ứng được tính cấp thiết và độ chính xác mà trong công tác quản lý đất đai đòi hỏi

Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa và xã hội của tỉnh Vĩnh Phúc, đặc biệt trong những năm qua với sự chuyển mình mạnh

mẽ theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa chung của cả nước, bộ mặt thành phố thay đổi nhanh chóng theo hướng giảm đất nông nghiệp, tăng đất phi nông nghiệp chủ yếu là đất sử dụng vào mục đích công nghiệp và dịch vụ Trong những năm gần đây, công tác quản lý về đất đai nói riêng và tình hình thực hiện Pháp Luật đất đai trên địa bàn thành phố đã bắt đầu đi vào nề nếp Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân cả khách quan và chủ quan công tác cập

nhật biến động đất đai chưa tốt, chưa kịp thời, cơ sở hạ tầng, trang thiết bị phục vụ cho công tác chưa đầy đủ, đồng bộ, đa số còn lạc hậu, trình độ, năng lực cán bộ làm công tác quản lý đất đai ở các cấp còn chưa cao, nhất là cán bộ

địa chính cơ sở

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và ứng dụng mạnh mẽ của hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào thực tiễn đời sống và đặc biệt trong công tác quản lý đất đai cùng với nhận thức được tầm quan trọng của sự thay đổi trong quá trình sử dụng đất với sự thay đổi khí hậu và chất lượng của cuộc sống, tôi đã

lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong nghiên

cứu biến động sử dụng đất tại thành phố Vĩnh Yên giai đoạn 2000-2010”

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở thực tiễn của đề tài

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của đất nước, đặc biệt là giai

đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đất đai có nhiều biến động Luật đất đai

đã được ban hành, người dân được hưởng 5 quyền: ‘chuyển đổi, chuyển

nhượng, thế chấp, thừa kế và cho thuê’ thực hiện 5 quyền sử dụng đất hợp pháp này sẽ tạo ra sự chuyển dịch, biến động không ngừng của đất đai

Nhiệm vụ của cơ quan quản lý đất đai là phải nắm chắc được mọi sự biến động như:

Sự thay đổi các yếu tố không gian của các thửa đất: chia nhỏ, ghép, nhập thửa đất làm cho chúng thay đổi hình dạng, kích thước, diện tích

Thay đổi mục đích sử dụng đất: đất nông nghiệp, lâm nghiệp được chuyển sang đất giao thông, thủy lợi, đất xây dựng các công trình hoạc làm

đất ở theo quy hoạch mới

Thay đổi chủ sử dụng đất: đây là yếu tố thay đổi nhiều nhất khi thực hiện

5 quyền theo luật đất đai

Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất, sự thay đổi mục đích sử dụng đất

hợp pháp là yếu tố quan trọng làm thay đổi nội dung của nó, khi đó bản đồ cũ không còn phù hợp với thực tại và bản đồ hiện trạng sử dụng đất mới được thành lập Để xây dựng một tờ bản đồ mới được biên vẽ trên giấy đòi hỏi phải

đầu tư rất nhiều thời gian và độ chính xác không cao

Với sự chuyển đổi mục đích như hiện nay, khi chúng ta hoàn thành song một tờ bản đồ bằng phương pháp truyền thống thì hiện trạng sử dụng đất luôn

bị lạc hậu theo thời gian Công tác thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất đòi hỏi độ chính xác cao và thể hiện được hiện trạng đất đai hàng năm đồng thời

đáp ứng được yêu cầu cấp bách của công tác kiểm kê đất đai và quy hoạch sử

dụng đất Chính những điều này đã cho thấy việc quản lý đất đai trên bản đồ giấy không còn phù hợp, do đó cần phải có sự thay đổi cách quản lý đất sao cho thông tin đất đai luôn được cập nhật khi có sự thay đổi mà vẫn đáp ứng

được những yêu cầu của một tờ bản đồ đặt ra ngay từ cấp quản lý thấp nhất là

cấp xã

Để khắc phục những nhược điểm của bản đồ giấy, chỉ có bản đồ số mới

có khả năng đáp ứng được những yêu cầu trong công tác quản lý đất đai Bản

đồ số cho thấy sự tiện lợi trong công tác quản lý đất đai hơn hẳn bản đồ giấy

đó là việc cập nhật thông tin một cách nhanh chóng và chính xác Bản đồ số

cũng có thể in ra giấy với bất kỳ tỷ lệ nào tùy theo yêu cầu của người sử dụng

Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thường được xây dựng cho từng cấp hành chính: xã, huyện, tỉnh và cả nước Trước hết phải xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp cơ sở xã, phường sau đó sẽ dùng bản đồ các xã, phường

để tổng hợp thành bản đồ cấp huyện, tỉnh

1.2 Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Hệ thống thông tin địa lý là hệ thông tin được thiết kế để làm việc với

dữ liệu quy chiếu không gian hay tọa độ địa lý Khái niệm thông tin địa lý

được hình thành từ ba khái niệm: Hệ thống, thông tin, địa lý và được viết tắt

là GIS (Geographyic Information Systems)

Khái niệm địa lý (Geographic) được sử dụng ở đây vì GIS trược hết liên quan đến các đặc trưng địa lý hay không gian Các đặc trưng này thể hiện trên đối tượng không gian Chúng có thể là các đối tượng vật lý, văn hóa hay kinh tế trong tự nhiên Các đặc trưng trên bản đồ là biểu diễn ảnh của các đối tượng không gian trong thế giới thực thông qua hệ thống biểu tượng ký hiệu, màu, kiểu đường

Khái niệm thông tin (Information) đề cập đến khối dữ liệu khổng lồ do GIS quản lý Các đối tượng thế giới thực đều có tập riêng các dữ liệu chữ số hay dữ liệu thuộc tính và các thông tin vị trí cần lưu trữ, quản lý các đặc trưng không gian

Khái niệm hệ thống (System) đề cập đến cách tiếp cận hệ thống của GIS Môi trường hệ thống GIS được chia nhỏ thành các modul, để dễ hiểu, dễ quản lý, nhưng chúng được tích hợp thành hệ thống thống nhất, toàn vẹn Công nghệ thông tin trở thành quan trọng và hầu hết các hệ thống đều được tiến hành trên

cơ sở máy tính

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ máy tính để lập bản đồ

và phân tích các hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường và các phép phân tích thống kê , phân tích

địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ

các bản đồ Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác khiến GIS có ứng dụng rộng trong các lĩnh vực khác nhau [8]

GIS Thu thập các thông tin về phân bố không gian và các thuộc tính quan trọng của bề mặt quả đất là một hoạt động quan trọng đối với một xã hội có tổ chức và phát triển cao Bản đồ từ lâu đã được sử dụng để thể hiện thông tin

địa lý Trong thế kỷ 20, do sự tăng trưởng nhanh chóng của khoa học và kỹ

thuật, điều này đã làm nảy sinh yêu cầu về số lượng và độ chính xác của các

số liệu địa lý trong một bản đồ ngày càng cao Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành chụp ảnh hàng không và ảnh viễn thám đã cho phép chúng ta có thể thu thập được các số liệu địa lý phục vụ cho nhiều lĩnh vực, tiện lợi trong phân tích và xử lý, đặc biệt trong các hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Sự phát triển rộng rãi và mạnh mẽ của kỹ thuật vi tính cả về phần cứng lẫn phần mềm đã tạo điều kiện cho việc thể hiện các số liệu địa lý ở dạng bản đồ phát triển nhanh chóng Do nhu cầu cần thiết về sự lưu trữ, phân tích và thể

hiện các số liệu địa lý cho các vùng rộng lớn và phức tạp đã dẫn đến sự cần thiết phải sử dụng máy vi tính để cất giữ và tạo ra các hệ thống thông tin tỉ mỉ, chi tiết.

Hiệu quả sử dụng của khối lượng thông tin không gian rộng lớn phụ thuộc chủ yếu vào khả năng chuyển đổi các thông tin này thành dạng có thể

sử dụng được của các hệ thống hiện có GIS đang trở thành dụng cụ có ý nghĩa quan trọng trong việc phân tích và chuyển đổi hình học các kiến thức về quả đất

Burrough (1986) đã định nghĩa: “GIS như là một tập hợp các công cụ cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các số liệu mang tính chất không gian từ thế giới thực để phục vụ cho các mục đích cụ thể”

Hoặc Aronoff (1989) đã định nghĩa: “GIS như là một hệ thống máy tính cơ bản tạo cho ta 4 khả năng :1 - Dữ liệu vào; 2 - Quản lý dữ liệu (lưu trữ

và tìm kiếm); 3 - Phân tích dữ liệu; 4 - Sản phẩm dữ liệu”

GIS có thể giúp chúng ta xây dựng được những quyết định đúng đắn để quản

lý và cải tạo nguồn tài nguyên thiên nhiên có hiệu quả nhất.[4]

Hiện nay trên thị trường Việt Nam xuất hiện rất nhiều các phần mềm của GIS và được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau trong quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, môi trường, quản lý đất đai như ARC/INFO, MAPINFO, MICROSTATION ,ARCVIEW, GIS OFFICE Trong phạm vi nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phần mềm Mapinfor và Microstation xử lý

số liệu không gian

1.2.2 Mục đích ứng dụng của GIS

Mục đích ứng dụng của GIS là để giải quyết các bài toán dựa trên dữ liệu không gian Ứng dụng của GIS có hiệu quả trong nhiều hoạt động với dữ liệu không gian bao gồm sáu nhóm chức năng chính như sau:

-Tổ chức dữ liệu: Khi thu thập một khối lượng lớn dữ liệu cho một mục

đích phải biết cách tổ chức dữ liệu rất quan trọng Dữ liệu có thể sắp xếp theo

nhiều cách khác nhau và ít khi tổ chức theo kế hoạch để phù hợp cho các ứng dụng sắp tới Lược đồ để tổ chức dữ liệu được gọi là mô hình dữ liệu Đặc thù chính để tổ chức gọi là một cơ sở dữ liệu GIS – tọa độ không gian Bên cạnh

đó cơ sở dữ liệu GIS cũng được tổ chức theo các thuộc tính phi không gian

Các mô hình dữ liệu phải được tổ chức cho cả dữ liệu không gian và phi không gian Hiệu quả và cách tổ chức dữ liệu ảnh hưởng tới tất cả năm nhóm chức năng khác, do vậy đây là khâu quan trọng nhất

-Hiển thị dữ liệu: GIS sử dụng công cụ đồ họa máy tính để hiển thị dữ liệu của bản đồ Khả năng đồ họa của máy tính rất to lớn để giúp GIS hiển thị Hiển thị Hiển thị mang lại hiệu quả trong GIS với màu sắc, ký hiệu, các phương pháp đặc biệt như phóng to, thu nhỏ, thay đổi hình thể hiển thị, sử dụng các phương pháp phối cảnh, hướng nhìn, mặt cắt và nhiều cách thể hiện khác giúp cho người sử dụng có thể nghiên cứu và giải quyết vấn đề một cách trực quan, thuận lợi và có hiệu quả

-Hỏi đáp không gian: là bổ sung khả năng hiển thị dữ liệu Nó cho phép người sử dụng tìm tình huống của mỗi trường hợp bằng cách tìm ra tên và các chi tiết khác của sự kiện riêng biệt và các đặc trưng của các mẫu sự kiện riêng biệt trong khu vực được chọn Gồm 2 dạng:

+ Hỏi đáp vị trí này có đặc trưng gì?

+ Những đặc trưng này xuất hiện ở đâu?

Nhiều hệ GIS cho phép người sử dụng tạo ra một bảng tóm tắt và các

đặc trưng được lựa chọn xuất hiện trong cửa sổ hiển thị gắn liền với vị trí chỉ

ra Vị trí thường nhận biết bởi con trỏ và được cập nhật ngay đó như là con trỏ được chuyển tới một vị trí mới Một đáp án khác của GIS là muốn biết tất

cả các vị trí trên bản đồ mà ở đó các điều kiện đặc trưng được thỏa mãn

1.2.3.Các đặc điểm hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý trước hết là một hệ thống thông tin cũng như các hệ thống thông tin khác, ví dụ như thương mại, pháp luật, ngân hàng,

Các hệ thống thông tin nói chung đều bao gồm các phần:

- Hệ thống thiết bị phần cứng bao gồm máy tính hoặc hệ mạng máy tính, các thiết bị đầu vào, các thiết bị đầu ra

- Hệ thống phần mềm bao gồm phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị, phần mềm ứng dụng

- Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống cập nhật thông tin

- Hệ thống CSDL bao gồm các loại dữ kiện cần thiết

- Hệ thống hiển thị thông tin và giao diện với người sử dụng

Sự khác nhau giữa hệ thống thông tin địa lý với các hệ thống thông tin khác chỉ ở hai điểm sau:

- CSDL bao gồm các dữ liệu địa lý và các dữ liệu thuộc tính (các dữ liệu chữ - số, dữ liệu multimedial, ) và mối quan hệ giữa hai loại dữ liệu này

- Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống hiển thị thông tin đòi hỏi những đặc thù riêng về độ chính xác

Hình 1 1: Sự thể hiện quang cảnh sự vật dưới các lớp bản đồ khác nhau

Một hệ thống thông tin địa lý có thể bao gồm các đặc điểm chính sau:

1.2.3.1 Khả năng chồng lắp bản đồ (Map Overlaying)

Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của GIS trong việc phân tích các số liệu thuộc về không gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây Dựa vào kỹ thuật chồng lắp các bản đồ mà ta có các phương pháp sau:

- Phương pháp cộng (sum)

- Phương pháp nhân (multiply)

- Phương pháp trừ (substract)

- Phương pháp chia (divide)

- Phương pháp tính trung bình (average)

- Phương pháp hàm số mũ (exponent)

- Phương pháp che (cover)

-Phương pháp tổ hợp (crosstabulation)

Hình 1 2: Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ

Hình 1 3: Chồng lắp bản đồ theo phương pháp cộng

Hình 1 4: Một ví dụ trong việc chồng lắp các bản đồ

1.2.3.2 Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification)

Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong việc phân tích các thuộc tính số liệu thuộc về không gian là khả năng của nó

để phân loại các thuộc tính nổi bật của bản đồ Nó là một quá trình nhằm chỉ

ra một nhóm thuộc tính thuộc về một cấp nhóm nào đó Một lớp bản đồ mới

được tạo ra mang giá trị mới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây

Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẩu khác nhau Một trong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẩu đó Đó có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc nông nghiệp mà hầu hết được chuyển sang phát triển dân cư Việc phân loại bản đồ có thể được thực hiện trên 1 hay nhiều bản đồ

Hình 1.5: Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ

1.2.3.3 Khả năng phân tích (SPATIAL ANALYSIS)

- Tìm kiếm (Searching)

- Vùng đệm (Buffer zone)

- Nội suy (Spatial Interpolation)

- Tính diện tích (Area Calculation)

1.2.3.4 Tìm kiếm (Searching)

Nếu dữ liệu được mã hoá trong hệ vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc lớp phủ, thì dữ liệu được nhóm lại với nhau sau cho có thể tìm kiếm một lớp 1cách dễ dàng

Trong GIS phương pháp này khó khăn khi mỗi một thành phần có nhiều thuộc tính Một hệ lớp đơn giản yêu cầu dữ liệu đối với mỗi lớp phải được phân lớp trước khi đưa vào

Vd: Tìm đặc tính của một chủ hộ nào đó trên bản đồ giải thửa về diện tích,

loại đất

Hình 1 5: Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ

Phép logic: Các thủ tục tìm kiếm dữ liệu sử dụng các thuật toán logic Boole

để thao tác trên các thuộc tính và đặc tính không gian Đại số Boole sử dụng

các toán tử AND, OR, NOT tuỳ từng điều kiện cụ thể cho giá trị đúng, sai

Hình 1 6: Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic

Các phép toán logic không có tính chất giao hoán, chỉ có mức độ ưu tiên cao hơn Nó không chỉ được áp dụng cho các thuộc tính mà cho các

đặc tính không gian

Ví dụ: Cho 2 bản đồ A & B như dưới với thuật toán and và điều kiện “Tìm

những vị trí có đất phù sa và đang canh tác lúa” ta tìm kiếm được những đối

tượng không gian như bản đồ C

Bản đồ A Bản đồ B

Bản đồ C

n Hình 1 7: Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian

1.2.3.5 Vùng đệm (Buffer zone)

- Nếu đường biên bên trong thì gọi là lõi còn nếu bên ngoài đường biên thì gọi là đệm (buffer) Vùng đệm sử dụng nhiều thao tác phân tích và mô hình hoá không gian

1.2.3.6 Nội suy (Spatial Interpolation)

- Trong tình huống thông tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì nội suy hay ngoại suy phải thực hiện để có nhiều thông tin hơn Nghĩa là phải giải đoán giá trị hay tập giá trị mới, phần này mô tả nội suy hướng điểm, có nghĩa 1 hay nhiều điểm trong không gian được sử dụng để phát sinh giá trị mới cho vị trí khác nơi không đo dữ liệu được trực tiếp

Hình 1 9: Phương thức và kết quả nội suy điểm Hình 1 8: Vùng đệm với các khoảng cách khác nhau

Hình 1 10: Nội suy giá trị pH đất tại các điểm khảo sát

- Trong thực tế nội suy được áp dụng cho mô hình hoá bề mặt khi cần phải giải đoán các giá trị mới cho bề mặt 2 chiều trên cơ sở độ cao láng giềng

1.2.3.7 Tính diện tích (Area Calculation)

+ Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác

+ Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ô, sau đó nhân diện tích này với số lượng ô của bản đồ

Với các chức năng nêu trên, kỹ thuật GIS có khả năng giải đáp được các dạng câu hỏi như sau:

- Vị trí của đối tượng nghiên cứu: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí, toạ độ

-Ðiều kiện về thuộc tính của đối tượng: thông qua phân tích các dữ liệu không gian cung cấp các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra tại một điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra

- Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các lãnh thổ trong vùng nghiên cứu theo thời gian

Cấu trúc và thành phần có liên quan của đối tượng: cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác

-Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu

- Các mô hình nhằm giả định các phương án khác nhau

1.3 Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý

Nhờ những khả năng phân tích và xử lý đa dạng, kỹ thuật GIS hiện nay

được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, được xem là "công cụ hỗ trợ

quyết định (decision - making support tool) Một số lĩnh vực được ứng dụng chủ yếu ở nhiều nơi trên thế giới như là:

1.3.1 Nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và môi trường

- Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loại )

- Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã

- Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông

- Bảo tồn đất ướt

- Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn

- Phân tích các tác động môi trường (EIA)

- Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất

- Quản trị sở hữu ruộng đất

- Quản lý chất lượng nước

- Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh

- Xây dựng bản đổ và thống kê chất lượng thổ nhưỡng

- Quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai

1.3.2 Nghiên cứu điều kiện kinh tế xã hội

- Quản lý dân số

- Quản trị mạng lưới giao thông (thuỷ - bộ)

- Quản lý mạng lưới y tế, giáo dục

- Điều tra và quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng

1.3.3 Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển

- Đánh giá khả năng thích nghi cây trồng, vật nuôi và động vật hoang dã,

- Định hướng và xác định các vùng phát triển tối ưu trong sản xuất nông nghiệp

- Hỗ trợ quy hoạch và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên

- Đánh giá khả năng và định hướng quy hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn

- Hỗ trợ bố trí mạng lưới y tế, giáo dục

Trong nghiên cứu sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn, các lĩnh vực ứng dụng của kỹ thuật GIS rất rộng rãi Do vậy, GIS trở thành công cụ đắc dụng cho việc quản lý và tổ chức sản xuất nông nghiệp - nông thôn trên các vùng lãnh thổ

1.3.4 Thổ nhưỡng

- Xây dựng các bản đồ đất và đơn tính đất

- Đặc trưng hoá các lớp phủ thổ nhưỡng

1.3.5 Trồng trọt

- Khả năng thích nghi các loại cây trồng

- Sự thay đổi của việc sử dụng đất

- Xây dựng các đề xuất về sử dụng đất

- Khả năng bền vững của sản xuất nông nghiệp Nông - Lâm kết hợp

- Theo dõi mạng lưới khuyến nông

- Khảo sát nghiên cứu dịch bệnh cây trồng (côn trùng và cỏ dại)

- Suy đoán hay nội suy các ứng dụng kỹ thuật

1.3.6 Quy hoạch thuỷ văn và tưới tiêu

- Xác định hệ thống tưới tiêu

- Lập thời biểu tưới nước

- Tính toán sự xói mòn/ bồi lắng trong hồ chứa nước

- Nghiên cứu, đánh giá ngập lũ

1.3.7 Kinh tế nông nghiệp

- Điều tra dân số / nông hộ

- Thống kê

- Khảo sát kỹ thuật canh tác

- Xu thế thị trường của cây trồng

- Nguồn nông sản hàng hoá

1.3.8 Phân tích khí hậu

- Hạn hán

- Các yếu tố thời tiết

- Thống kê

1.3.9 Mô hình hoá nông nghiệp

- Ước lượng / tiên đoán năng suất cây trồng

Một ứng dụng quan trọng của GIS là mô hình hoá các cấu trúc căn bản thực của thế giới trên dữ liệu con số Nghệ thuật làm mô hình có thể phân tích những khuynh hướng, định nghĩa những nhân tố gây ra chúng, trình bày các khả năng cho phép chọn lựa các giải pháp để giải quyết những vấn đề được

đặt ra, hoặc chỉ ra các mối quan hệ mật thiết và các kết quả của một quyết định Thí dụ, GIS có thể chỉ ra các nguồn tài nguyên thiên nhiên có khả năng

bị ảnh hưởng do các quyết định nào đó trên cơ sở các dữ liệu của ảnh vệ tinh Những vùng chịu tổn thất từ vùng khai hoang có thể được định nghĩa và phân tích trên cơ sở dữ liệu chồng lắp của các yêu cầu về loại đất, sự gia tăng năng

suất, thời gian, loại, tỷ lệ, và khả năng quản lý, nhu cầu thực tế có thể được chỉ ra và định rõ kết quả

Trong nông nghiệp, sự thiệt hại về tiềm năng tài nguyên thiên nhiên do việc mở rộng diện tích trồng lúa có thể được đánh giá về mặt số lượng, việc

đánh giá trên cơ sở về mặt kinh tế của nơi có sự thay đổi về mặt kỹ thuật GIS

có thể chỉ ra sự thay đổi ở mặt giới hạn về số lượng (trong việc phát triển diện tích của một vùng mới) GIS cũng được sử dụng để chỉ ra những tuyến đường tốt nhất cho giao thông đường bộ và thuỷ lợi

Một hướng sử dụng quan trọng khác của GIS là trong phân tích thống kê những đặc điểm (như diện tích của khu rừng hay chiều dài của con sông, kênh,

đường, vùng) qua việc xác định các vùng đệm Ví dụ, đất xung quanh một khu

rừng được giới hạn có thể được nghiên cứu để quyết định cách sử dụng đất thích hợp nhất, vùng đệm xung quanh có thể được chồng lắp với hiện trạng đất có khả năng tiềm tàng lý tưởng để chọn ra cách sử dụng có hiệu quả nhất

Một phương pháp khác có thể được sử dụng để đánh giá thích nghi đất cho việc canh tác các vụ riêng biệt Phương pháp bao gồm sử dụng một vài bản

đổ có chủ đề từ dữ liệu của vệ tinh cũng như dữ liệu không ảnh Thí dụ, tài

nguyên đất có thể được dùng để đánh giá cho sự phát triển ruộng lúa Các dữ liệu về điều kiện đất, sức sản xuất của đất và yêu cầu điều kiện ẩm độ đất cần phải được thu thập và đánh giá khả năng thích nghi cho các vùng trồng lúa

Có thể nói GIS là một hệ thống dưới dạng số dùng cho việc phân tích

và quản lý các số liệu thuộc về địa lý được kết hợp với các hệ thống phụ dùng cho việc nhập các dữ liệu và quyết định một kế hoạch phát triển nào đó Thí

dụ như các bản đồ đất, mưa, địa hình, mật độ dân số, sử dụng đất, có thể

được kết hợp để phát triển thành một bản đồ mới sẽ chỉ ra được những vùng

có khả năng đất bị xói mòn hoặc những vùng đất thích nghi cho sự phát triển của các loại cây ăn trái hoặc lúa 2, 3 vụ, với các mức độ khác nhau tuỳ vào

các yêu cầu mà ta đã đặt ra trước đó (Võ Quang Minh (2009), Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý, http://cnx.org/content/m30432/latest/, ngày 26/8/2011)

1.4 Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng kỹ thuật GIS

Kỹ thuật GIS là một công nghệ ứng dụng các tiến bộ của khoa học máy tính (computer based technology), do đó việc sử dụng GIS trong các mục tiêu nghiên cứu so với các phương tiện cổ điển có thể mang lại những hiệu quả cao do:

-Là cách tiết kiệm chi phí và thời gian nhất trong việc lưu trữ số liệu

-Có thể thu thập số liệu với số lượng lớn

-Số liệu lưu trữ có thể được cập nhật hoá một cách dễ dàng

-Chất lượng số liệu được quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt

-Dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguổn và nhiều loại khác nhau

-Tổng hợp một lần được nhiều loại số liệu khác nhau để phân tích và tạo

ra nhanh chóng một lớp số liệu tổng hợp mới

Tuy nhiên, có những trở ngại xuất hiện trong quá trình sử dụng kỹ thuật GIS, những trở ngại này đặc biệt quan trọng là cần được cân nhắc thận trọng trong quá trình phát triển GIS tại các nước kém và đang phát triển như Việt Nam, đó là:

Chi phí và những vấn đề kỹ thuật đòi hỏi trong việc chuẩn bị lại các số liệu thô hiện có, nhằm có thể chuyển từ bản đổ dạng giấy truyền thống sang dạng kỹ thuật số trên máy tính (thông qua việc số hoá, quét ảnh )

Đòi hỏi nhiều kiến thức của các kỹ thuật cơ bản về máy tính, và yêu

cầu lớn về nguồn tài chính ban đầu

Chi phí của việc mua sắm và lắp đặt thiết bị và phần mềm GIS khá cao Trong một số lĩnh vực ứng dụng, hiệu quả tài chánh thu lại thấp

Đặc biệt trong nông nghiệp, GIS có 3 điểm thuận lợi chính khi được so sánh

với cách quản lý bản đồ bằng tay trước đây:

-Chúng là một công cụ khá mạnh trong việc lưu trữ và diễn đạt các số liệu đặc biệt là các bản đồ

-Chúng có thể cho ra những kết quả dưới những dạng khác nhau như các bản đổ, biểu bản, và các biểu đồ thống kê,

-Chúng là một công cụ đắc lực cho các nhà khoa học đặc biệt về lãnh vực nghiên cứu hệ thống canh tác, đánh giá đất đai, khả năng thích nghi của các kiểu

sử dụng đất, quản lý và xử lý các bản đồ giai thửa trong quản lý đất đai, Nó giúp cho các nhà làm khoa học đó khả năng phân tích các nguyên nhân và những ảnh hưởng và kiểm chứng những biến đổi trong hệ thống sinh thái cũng như khả năng

thích ứng của việc thay đổi một chính sách đối với người dân

Hình 1 11: Một thí dụ ứng dụng của GIS trong đánh giá sử dụng đất

1.5 Một số ứng dụng của GIS ở Việt Nam

Việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ theo dõi, quản

lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường đã được một số nước trên thế giới ứng dụng từ những năm 1970 Tuy nhiên, ở Việt Nam GIS chỉ mới

được đưa vào ứng dụng trong thập kỷ vừa qua Một số nghiên cứu của các

nhà khoa học đã khẳng định được vai trò của GIS Sau đây là một số ứng dụng của GIS ở Việt Nam

- Xây dựng hệ thống thông tin theo dõi mùa vụ, phân bố lúa, diễn biến lũ

ở đồng bằng Sông Cửu Long năm 1999, 2000 của Phạm Văn Cự, trung tâm

viễn thám và Geomatic, Viện Địa chất (sử dụng ảnh vệ tinh Radarsat)

- Sử dụng tư liệu viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất ở lưu vực sông Srepok, Tây Nguyên (1995) của Nguyễn Thanh Xuân, Trung tâm Viễn thám - Viện điều tra Quy hoạch nông nghiệp (Sử dụng ảnh hàng không, ảnh vệ tinh SPOT, ảnh vệ tinh Landsat)

- Xây dựng bản đồ diễn biến rừng tỷ lệ 1/100 000 ở Lâm Đồng, Nghệ

An, Lai Châu (1998) - Trung tâm tư vấn Thông tin Lâm nghiệp (CFIC), Viện

Điều tra Quy hoạch rừng (sử dụng ảnh vệ tinh Landsat)

- Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu sự thay đổi sử dụng đất vùng thượng nguồn lưu vực sông Cả giai đoạn 1992 - 1998, (2001) của Trần Đức Viên và các cộng sự, Trung tâm sinh thái Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội

- Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu sự thay đổi sử dụng đất huyện Yên Châu - Tỉnh Sơn La giai đoạn 1989 - 2000, (2001) của Lê Thị Giang, Khoa Tài Nguyên và Môi trường, Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội

- Đánh giá sự biến động đất đai giai đoạn 1976-2000 huyện Con Cuông – Tỉnh Nghệ An, của Trần Quốc Vinh, Khoa Tài nguyên và Môi trường, Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội

- Xây dựng và triển khai mô hình QLTH đới bờ cho các tỉnh ven biển Việt Nam”, Cục Bảo vệ Môi trường – Bộ tài nguyên và Môi trường (2003)

- Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân bố các vùng nghiên cứu môi trường của Trung tâm Viễn Thám - Bộ Tài nguyên và Môi Trường (2004)

- Xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa hình – thủy văn cơ bản phục vụ phòng chống lũ lụt và phát triển kinh tế xã hội vùng đồng bằng sông Cửu Long.” của Trung tâm Viễn Thám - Bộ Tài nguyên và Môi Trường (2007)

- Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên phục vụ quy hoạch sản xuất Nông Lâm nghiệp tại huyện Di Linh - tỉnh Lâm Đồng Nguyễn Kim Lợi (2006) Đề tài khoa học & công nghệ cấp bộ

- Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và mô hình hoá trong nghiên cứu xói mòn đất huyện Sơn động, Bắc Giang Đỗ Thị Lan, Nguyễn Tuấn Anh (2010), Tạp chí NN&PTNN

- Ứng dụng GIS đánh giá thay đổi sử dụng đất và xói mòn đất tại huyện

Di Linh – tỉnh Lâm Đồng Vũ Minh Tuấn, Nguyễn Phú San, Hồ Thị Hòa và Nguyễn Kim Lợi (2006)

- Ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phòng chống cháy rừng tại huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận Nguyễn Lê Nhung, Nguyễn Thị Phượng Huyền và Nguyễn Kim Lợi (2006)

“Nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý tại VN đã vượt qua giai đoạn

bó hẹp ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ nền hay giao thông để chuyển sang nghiên cứu ứng dụng đa ngành.”

Đó là nhận định của GS-TS Lê Quang Minh, Phó Giám đốc Đại học

Quốc gia TPHCM, trong hội thảo về GIS do đơn vị này tổ chức ngày 21-10

Ở một số địa phương như Hà Nội, TPHCM, Thừa Thiên – Huế, Bắc Ninh

GIS đã được ứng dụng ở cấp quận, huyện và trong những dự án bảo tồn văn hóa, sinh thái đặc thù Những hệ thống này có khả năng chia sẻ dữ liệu không gian, hỗ trợ trao đổi thông tin giữa các cơ quan quản lý Nhà nước, bước đầu nâng cao năng lực quản lý của các địa phương

Giới nghiên cứu và ứng dụng GIS cũng như nhiều nhà khoa học, các cơ quan nghiên cứu, giáo dục, quản lý, các nhà kinh doanh trong lĩnh vực GIS trong

và ngoài nước đánh giá đây là một bước đi quan trọng đối với VN trong việc chuyển hóa và khai thác cơ sở dữ liệu trong thế giới thực sang môi trường làm việc điện tử

Như vậy GIS đã và đang được ứng dụng thành công ngày càng nhiều trong hầu hết tất cả các lĩnh vực về quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam Trong thời gian tới GIS sẽ là một công cụ chủ đạo giám sát nguồn tài nguyên trong công cuộc hiện đại hoá nước nhà (H Minh (2008), ứng dụng đa ngành của GIS, NLD.com.vn, ngày 26/8/2011)

1.6 Cơ sở khoa học của việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong công tác xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.6.1 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Năm 2001, Nguyễn Trọng San đưa ra khái niệm về bản đồ hiện trạng

sử dụng đất: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ chuyên đề đất đai được biên vẽ trên nền bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa hình, trên đó thể hiện đầy

đủ và chính xác vị trí, diện tích các loại đất đai theo hiện trạng sử dụng đất

phù hợp với kết quả thống kê, kiểm kê đất theo định kỳ

1.6.2 Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất

Khi xác định tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải dựa trên các căn cứ sau:

- Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

- Quy mô diện tích tự nhiên, hình dạng của khu vực thành lập bản đồ

- Mức độ phức tạp và khả năng khai thác sử dụng đất

- Sự phù hợp với tỷ lệ bản đồ quy hoạch phân bố sử dụng đất cùng cấp

- Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật thể hiện đầy đủ nội dung bản đồ hiện trạng

sử dụng đất

- Không cồng kềnh, tiện lợi cho xây dựng và dễ cho sử dụng

Với những căn cứ trên, tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất được Tổng cục

địa chính quy định trong quy phạm thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

cho các cấp như sau:

- Cấp xã, phường, thị trấn: tỷ lệ 1:5000-1:10.000

- Cấp huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh: tỷ lệ 1:10.000-1:25000

- Cấp tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương: tỷ lệ 1:50.000-1:100.000

- Cả nước: tỷ lệ 1:200.000-1:1000.000

Ngoài những tỷ lệ bản đồ quy định trên cho từng cấp, khi thành lập bản

đồ hiện trạng sử dụng đất cần phải dựa trên tình hình thực tế chọn tỷ lệ cho

thích hợp.[2]

1.6.3 Tài liệu sử dụng thành lập bản đồ sử dụng đất nông nghiệp

- Các văn bản pháp lý dùng làm căn cứ thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất do các cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền ban hành và còn hiệu lực

- Số liệu dùng cho việc thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải được

cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền xác nhận và phù hợp với thực trạng sử dụng đất

- Tài liệu bản đồ dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải bảo

đảm độ chính xác theo quy định của loại bản đồ đó, phải xác định được thời điểm, phương pháp thành lập và đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt

- Các tài liệu bản đồ dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã:

+ Bản đồ nền

+ Hồ sơ địa giới hành chính, bản đồ và các trích lục kèm theo quyết định

điều chỉnh địa giới hành chính của các cơ quan có thẩm quyền

+ Bản đồ địa chính

+ Các bản đồ chuyên đề có liên quan

- Tài liệu bản đồ dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện, cấp tỉnh, vùng địa lý tự nhiên - kinh tế và cả nước:

+ Bản đồ nền

+ Hồ sơ địa giới hành chính, bản đồ và các trích lục kèm theo quyết định

điều chỉnh địa giới hành chính của các cơ quan có thẩm quyền

+ Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của các đơn vị hành chính trực thuộc (bao gồm cả bản đồ giấy và bản đồ dạng số)

+ Bản đồ hiện trạng sử dụng đất chu kỳ trước

+ Bản đồ, trích lục kèm theo các quyết định giao đất, thu hồi đất, cho thuê đất của các cơ quan có thẩm quyền

+ Các bản đồ chuyên đề có liên quan

1.6.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với bản đồ nền sử dụng trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1 Bản đồ nền phải được thành lập theo quy định tại Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12/7/2000 của Thủ tướng Chính phủ về sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam; Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/02/2007 về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển giữa Hệ toạ độ quốc tế WGS-84 và hệ toạ độ quốc gia Việt Nam - 2000

- E-líp-xô-ít quy chiếu WSG-84 với kích thước:

+ Bản trục lớn: 6.378.137 m;

+ Độ dẹp: 1/298, 257223563

- Lưới chiếu bản đồ:

+ Sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với hai vĩ tuyến chuẩn 11o và

21o để thành lập các bản đồ nền tỷ lệ 1/1.000.000 cho toàn lãnh thổ Việt Nam;

+ Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 6o có hệ

số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài K0 = 0,9996 để thành lập các bản đồ nền có tỷ lệ từ 1/500.000 đến 1/25.000

+ Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 3o có hệ

số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9999 để thành lập các bản đồ nền có tỷ lệ từ 1/10.000 đến 1/1.000

- Kinh tuyến trục bản đồ nền cấp xã, phường

2 Tỷ lệ của bản đồ nền được lựa chọn dựa vào: kích thước, diện tích, hình dạng của đơn vị hành chính; đặc điểm, kích thước của các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất phải biểu thị trên bản đồ hiện trạng sử dụng

đất Tỷ lệ của bản đồ nền cũng là tỷ lệ của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

quy định trong bảng sau:

Đơn vị thành lập bản

đồ

Tỷ lệ bản đồ Quy mô diện tích tự nhiên

(ha) Cấp xã 1:1.000 Dưới 120

1:2.000 Từ 120 đến 500 1:5.000 Trên 500 đến 3.000 1:10.000 Trên 3.000

Cấp huyện 1:5.000 Dưới 3.000

1:10.000 Từ 3.000 đến 12.000 1:25.000 Trên 12.000

Cấp tỉnh 1:25.000 Dưới 100.000

1:50.000 Từ 100.000 đến 350.000

1:100.000 Trên 350.000 Cấp vùng 1:250.000

4 Tài liệu bản đồ dùng để thành lập bản đồ nền là các bản đồ phải đảm bảo các quy chuẩn kỹ thuật quy định và được cấp có thẩm quyền phê duyệt

- Đối với các đơn vị hành chính cấp xã có bản đồ địa chính hoặc bản đồ

địa chính cơ sở ở nhiều tỷ lệ thì dùng các bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa

5 Độ chính xác chuyển vẽ các yếu tố nội dung cơ sở địa lý từ các bản đồ tài liệu sang bản đồ nền phải bảo đảm các yêu cầu sau:

- Sai số tương hỗ chuyển vẽ các yếu tố nội dung bản đồ không vượt quá

± 0,3 mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền

- Sai số chuyển vẽ vị trí các yếu tố nội dung bản đồ không được vượt quá

± 0,2 mm tính theo tỷ lệ bản đồ nền

6 Nội dung và nguyên tắc biểu thị các yếu tố nội dung bản đồ nền:

Bản đồ nền phải biểu thị đầy đủ các yếu tố nội dung:

- Biểu thị lưới kilômét hoặc lưới kinh, vĩ tuyến:

+ Bản đồ nền tỷ lệ 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000 và 1/10.000 chỉ biểu thị lưới kilômét, với kích thước ô lưới kilômét là 10 cm x 10 cm

+ Bản đồ nền tỷ lệ 1/25.000 biểu thị lưới kilômét, với kích thước ô lưới kilômét là 8 cm x 8 cm

+ Bản đồ nền tỷ lệ 1/50.000, 1/100.000, 1/250.000 và 1/1.000.000 chỉ biểu thị lưới kinh, vĩ tuyến Kích thước ô lưới kinh, vĩ tuyến của bản đồ nền tỷ

lệ 1/50.000 là 5/ x 5/ Kích thước ô lưới kinh, vĩ tuyến của bản đồ nền tỷ lệ 1/100.000 là 10/ x 10/ Kích thước ô lưới kinh, vĩ tuyến của bản đồ nền tỷ lệ 1/250.000 là 20/ x 20/ Kích thước ô lưới kinh, vĩ tuyến của bản đồ nền tỷ lệ 1/1.000.000 là 10 x 10

+ Dáng đất được biểu thị bằng đường bình độ và điểm ghi chú độ cao, khu vực miền núi có độ dốc lớn chỉ biểu thị đường bình độ cái của bản đồ địa hình cùng tỷ lệ và điểm độ cao đặc trưng

- Biểu thị thuỷ hệ; đường bờ sông, hồ, đường bờ biển Đường bờ biển

được thể hiện theo quy định hiện hành tại thời điểm thành lập bản đồ hiện

trạng sử dụng đất

- Biểu thị hệ thống giao thông đường sắt, đường bộ và các công trình giao thông có liên quan Yêu cầu biểu thị đường bộ đối với bản đồ hiện trạng

sử dụng đất các cấp như sau:

+ Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã đường bộ biểu thị đến

đường trục chính trong khu dân cư, khu đô thị, các xã thuộc khu vực giao

thông kém phát triển, khu vực miền núi phải biểu thị cả đường mòn

+ Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp huyện đường bộ biểu thị tới

đường liên xã, khu vực miền núi phải biểu thị cả đường đất nhỏ

+ Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh biểu thị đến đường liên huyện + Trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng địa lý tự nhiên - kinh tế và cả nước biểu thị đến tỉnh lộ, khu vực miền núi phải biểu thị cả đường liên huyện

- Biểu thị đường biên giới, địa giới hành chính các cấp xác định theo hồ

sơ địa giới hành chính, bản đồ điều chỉnh địa giới hành chính kèm Quyết định

điều chỉnh địa giới hành chính của cơ quan nhà nước có thẩm quyền Đối với

bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng địa lý tự nhiên - kinh tế chỉ thể hiện đến

địa giới hành chính cấp huyện Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cả nước

chỉ thể hiện đến địa giới hành chính các cấp trùng nhau thì biểu thị đường địa giới hành chính cấp cao nhất

- Biểu thị các yếu tố nội dung khác như: các điểm địa vật độc lập quan trọng có tính định hướng và các công trình kinh tế, văn hóa - xã hội;

- Ghi chú địa danh, tên các đơn vị hành chính giáp ranh và các ghi chú cần thiết khác.[2]

1.6.5 Nội dung và nguyên tắc thể hiện các yếu tố hiện trạng sử dụng đất

1 Biểu thị các yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải tuân thủ các quy định trong “Ký hiệu bản đồ hiện trạng

sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất” do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành

2 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải biểu thị đầy đủ các khoanh đất Khoanh đất được xác định bằng một đường bao khép kín Mỗi khoanh đất biểu thị mục đích sử dụng đất chính theo hiện trạng sử dụng

3 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải biểu thị tất cả các khoanh đất có diện tích trên bản đồ theo quy định tại bảng sau: