Ứng dụng Viễn thám và hệ thông tin ðịa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất vùng cửa sông Mã tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1990 – 2010 Nguyễn Đức Anh Trường Đại học Khoa học Tư nhiên
Trang 1Ứng dụng Viễn thám và hệ thông tin ðịa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất vùng cửa sông
Mã tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1990 – 2010
Nguyễn Đức Anh
Trường Đại học Khoa học Tư nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường
Mã số: 60 85 01 01 Người hướng dẫn: TS Phạm Quang Sơn
Năm bảo vệ: 2013
Abstract: Đánh giá tổng quan các nghiên cứu về cùng cửa sông và khả năng sử dụng thông tin
viễn thám trong nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông Thu thập và sử lý các nguồn tư liệu có liên quan đến khu vực nghiên cứu (địa chất, địa mạo, khí tượng-thủy-hải văn, kinh tế - xã hội, ảnh vệ tinh, bản đồ các loại) Điều tra thực địa, đối sánh với bản đồ biến động, đánh giá độ chính xác và khai thác thông tin cho đánh giá biến động môi trường tự nhiên Xây dựng mô hình xử lý thông tin không gian trong nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông Tích hợp thông tin không gian trên các hệ thống xử lý ảnh số và GIS, phân tích đánh giá quy mô biến động môi trường tự nhiên Đánh giá biến động không gian vùng ven biển cửa sông Mã và đưa ra định hướng khai thác vùng cửa sông
trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng
Keywords: Quản lý tài nguyên; Môi trường; Sử dụng đất; Thanh Hóa
Content
MỞ ðẦU
1 Tính cấp thiết của ñề tài
Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày ñặc với 2860 sông ngòi lớn nhỏ và ñường bờ
biển chạy dọc từ Bắc xuống Nam với chiều dài 3.260km Bởi vậy, ñã hình thành rất nhiều vùng
Trang 2cửa sông trên lãnh thổ nước ta Vùng cửa sông với ñ ặc ñiểm tự nhiên vô cùng ñặc biệt, là nơi nằm trong tương tác của biển và hạ lưu sông ngòi trong lục ñịa, vừa chịu ảnh hưởng của chế ñộ thủy văn sông ngòi vừa chịu ảnh hưởng của chế ñộ hả i văn ven biển Vì vậy, ñây là nơi có môi trường tự nhiên luôn ở trạng thái biến ñộng mạnh H oạt ñộng diễn ra mạnh nhất là của hai quá trình bồi tụ và xót lở trong quá trình phát triển c ửa sông và rộng hơn là châu thổ
Chính ñặc ñiểm trên mà vùng cửa sông hình thành và phát triển các hệ sinh thái rất ñặc
thù, có ý nghĩa ñối với sự phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường và ña dạng sinh học Cụ thể, vùng cửa sông vừa là vùng sản xuất, cung cấp n guồn lương thực, thực phẩm vừa ñồng thời ñảm nhiệm chức năng tiêu thoát nước lũ, giao thông thủy, bảo vệ môi trường như ñiều tiết nguồn nước ngầm, khống chế lũ lụt, bảo vệ ñường bờ biển, góp phần ổn ñịnh khí hậu, nơi bảo tồn và bảo vệ các nguồn gen quý Tuy nhiên việc quả n lý, khai thác và bảo vệ trên khu vực cửa sông còn nhiều vấn ñề bất cập Hoạt ñộng phát triển kinh tế xã hội của con người làm cho quá trình môi trường tự nhiên trong khu vực này theo ch iều hướng tiêu cực, ñặc biệt là sự biến ñổi
sử dụng ñất có tác ñộng xấu tới sản xuất, khai thác và các chức năng chính của cửa sông
Vùng cửa sông Mã thuộc ñịa phận tỉnh Thanh Hóa là khu vực quan trọng trong xây
dựng và phát triển kinh tế xã hội của tỉnh vùng lâncận ðây là nơi mà các hoạt ñộng kinh tế như khai thác hải sản, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, phát triển du lịch - nghỉ dưỡng ven biển, vv Tuy nhiên như ñã phân tích ở trên, ở ñây hiệnnay hoạt ñộng phát triển kinh tế xã hội của con người làm biến ñộng sử dụng ñất ðặc biệt, việc mở rộng quy hoạch xây dựng mới các công trình nhà ở, giao thông, du lịch ở vùng ven bi ển này ngày càng diễn ra nhanh chóng Dẫn ñến biến ñộng sử dụng ñất trong khu vực này ngày càng thêm mạnh mẽ
Bên cạnh ñó, trong bối cảnh hiện nay ñang diễn ra biến ñổi khí hậu (BðKH) và nước
biển dâng (NBD) diễn ra trên toàn cầu thì vùng cửa sông là những khu vực sẽ chịu ảnh hưởng của các dạng tai biến thiên nhiên, như hiện tượng n ước dâng do bão, xói lở bờ biển, vỡ ñê biển, bồi lấp luồng lạch, nhiễm mặn, ô nhiễm nguồn nước và ñất ven biển,.vv…
Trang 3Với mục ựắch nghiên cứu, ựánh giá biến ựộng sử dụngựất vùng cửa sông do hoạt ựộng
của các quá trình tự nhiên và các hoạt ựộng của con người gây ra Nhằm phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội bền vững khu vực vùng cửa sông Mã.đề tài nghiên cứu ựược lựa chon với tiêu ựề: ỘỨng dụng Viễn thám và hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu biến ựộng sử dụng ựất vùng cửa sông Mã tỉnh Thanh Hóa giai ựoạn 1990 Ờ 2010Ợ
7
2 Mục tiêu nghiên cứu của ựề tài
Ứng dụng thông tin viễn thám ựa thời gian và GIS ựểthấy ựược sự biến ựổi
trong quá trình phát triển về cả không gian và thờigian khu vực cửa sông Mã tỉnh
Thanh Hóa
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
3.1 đánh giá tổng quan các nghiên cứu về vùng cửa sông và khả năng sử dụng
thông tin viễn thám trong nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông
3.2 Thu thập và xử lý các nguồn tư liệu có liên quan ựến khu vực nghiên cứu
(ựịa chất, ựịa mạo, khắ tượng- thủy- hải văn, kinh tế - xã hội, ảnh vệ tinh, bản ựồ các
loại)
3.3 điều tra thực ựịa, ựối sánh với bản ựồ biến ựộng, ựánh giá ựộ chắnh xác và
khai thác thông tin cho ựánh giá biến ựộng môi trường tự nhiên
3.4 Xây dựng mô hình xử lý thông tin không gian trong nghiên cứu vùng ven
biển và cửa sông
3.5 Tắch hợp thông tin không gian trên các hệ thống xử lý ảnh số và GIS; phân
tắch, ựánh giá qui mô biến ựộng môi trường tự nhiên
3.6 đánh giá biến ựộng không gian vùng ven biển cửa sông Mã và ựưa ra ựịnh
hướng khai thác vùng cửa sông trong bối cảnh BđKH và NBD
4 Phương pháp nghiên cứu
Trang 4Sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu truyền thống và các phương pháp
có ứng dụng công nghệ hiện ñại như viễn thám, Hệ thông tin ñịa lý (GIS)
Các phương pháp truyền thống sử dụng trong ñề tài:
- Phân tích thống kê và tổng hợp các tài liệu, số liệu về kinh tế- xã hội
- ðiều tra khảo sát ngoài thực ñịa
Các phương pháp và công nghệ mới:
- Phân tích ảnh và triết xuất thông tin viễn thám trên các hệ thống xử lý ảnh số
- Tích hợp thông tin ảnh, bản ñồ và các thông tin ñịa lý khác trên các phần mềm
Hệ thông tin ñịa lý (GIS)
- Phân tích, ñánh giá mối quan hệ giữa các yếu tố tự nhiên và nhân tạo
8
5 Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: Khu vực nằm kẹp giữa 2 con sô ng là sông Trường Giang và sông
Mã thuộc huyện Hoàng Hóa, tỉnh Thanh Hóa
- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñ ất vùng cửa sông Mã giai ñoạn
1990 – 2010 Cụ thể là từ năm 1989 ñến 2013
- Phạm vi khoa học: Với mục tiêu và nhiệm vụ ñã ñặt ra, nội dung trong luận văn chỉ giới hạn phạm vi nghiên cứu trong những vấn ñề chủ yếu sau:
1 Xây dựng bản ñồ biến ñộng hiện trạng sử dụng ñấtcửa sông Mã tỉnh Thanh
Hóa giai ñoạn 1990 - 2010
2 ðề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường vùng cửa sông Mã trong bối cảnh biến ñổi khí hậu
6 Dữ liệu, trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu
ðề tài nghiên cứu ñã sử dụng các tư liệu và thiết bị sau:
- Bản ñồ ñịa hình tỷ lệ 1:25 000 khu vực nghiên cứu
Trang 5- Các tài liệu thống kê tự nhiên, kinh tế xã hội qua các năm nghiên cứu
- Ba ảnh vệ tinh Landsat TM, ETM và OLI chụp vào các ngày 23/11/1989;
16/11/2001 và 8/10/2013
- Một số các bài báo khoa học, tài liệu liên quan ựến khu vực nghiên cứu
- Máy tắnh, các phần mềm GIS và xử lý ảnh gồm: ENVI, Mapinfo và ArcGIS
9
7 Cấu trúc luận văn
Nội dung luận văn cấu trúc thành 3 chương chắnh ngoài phần mở ựầu và kết
luận, cụ thể gồm:
Chương 1: Tổng quan và cơ sở phương pháp nghiên cứubiến ựộng vùng cửa sông từ thông tin Viễn thám và Hệ thông tin địa lý (GIS)
Chương 2: đặc ựiểm ựiều kiện tự nhiên, kinh tế - xãhội khu vực nghiên cứu
Chương 3: Nghiên cứu biến ựộng sử dụng ựất vùng cửasông Mã tỉnh Thanh
Hóa bằng dữ liệu Viễn thám và GIS
References
1 Bùi Phương Thảo (2011) Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu biến ựộng sử dụng ựất cửa Nam Triệu Ờ cửa Cấm (Hải Phòng) và vùng cửa đáy (Nam định Ờ Ninh Bình) trong giai ựoạn 1987 Ờ 2010Ợ Luận văn thạc sỹ khoa học, trường ựại học Khoa học Tự nhiên, ựại học Quốc gia Hà Nội
2 Dương Tiến đức, Trương Thị Hòa Bình, Nguyễn Hữu Huynh (2005) Ứng dụng công nghệ viễn thám và Hệ thông tin địa lý ựể ựánh giá biến ựộng lớp phủ thực vật tại vườn quốc gia U Minh Thượng Tạp chắ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn, No 22, Hà Nội
3 đào Ngọc đức (2009) Ộđánh giá thực trạng và ựề xuất sử dụng ựất nông
Trang 6nghiệp hợp lý huyện Hoằng Hóa, tỉnh Thanh HóaỢ Luận văn thạc sỹ khoa học, trường ựại học Nông nghiệp
4 Kịch bản Biến ựổi Khắ hậu, Nước biển dâng cho Việt Nam, Bộ Tài nguyên và Môi trường tháng 6 Ờ 2009
5 Nguyễn đình Minh (2009) Phân loại sử dụng ựất và lớp phủ ựất ựô thị ở Hà Nội bằng dữ liệu Terra ASTER, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, đại học Quốc gia Hà Nội
6 Phạm Quang Sơn (2004) ỘNghiên cứu diễn biến vùng ven biển cửa sông Hồng- sông Thái Bình trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám và hệ thông tin ựịa lý (GIS) phục vụ khai thác sử dụng hợp lý lãnh thổ, bảovệ tài nguyên thiên nhiên
và môi trườngỢ Luận án tiến sỹ ựịa lý, Lưu trữ Trường đH Khoa học tự nhiên, đHQG Hà Nội, 145tr
7 Phạm Quang Sơn (2012) ỘNghiên cứu biến ựộng các vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ tư thông tin Viễn thám phân giải cao và GIS, phụ vự
chiến lược phát triển kinh tế biển và bảo vệ Tài nguyên Ờ Môi trườngỢ đề tài nghiên cứu khoa học Viện địa chất Ờ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam
8 Tống Sỹ Sơn (2008) Ộđánh giá biến ựộng lớp phủ ựất bằng phương pháp phân tắch véc tơ biến ựộng huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam.Ợ Luận văn thạc sỹ Khoa địa Lý, Trường đH Khoa học tự nhiên, đHQG Hà Nội
9 Nguyễn Ngọc Thạch (2005) ỘCơ sở viễn thámỢ, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
64
10 Nguyễn Ngọc Thạch, Dương Văn Khảm (2011) Ộđịa thông tin ứng dụngỢ (Các ứng dụng của Viễn thám Ờ Hệ thông tin địa lý và GPS) NXB Khoa học
và kỹ thuật
Trang 711 Vũ Anh Tuân (2004) ỘNghiên cứu biến ựộng hiện trạng lớp phủ thực vật và ảnh hưởng của nó tới quá trình xói mòn lưu vực sông Trà Khúc bằng phương pháp viễn thám và hệ thông tin ựịa lýỢ Luận án TS địa lý, Lưu trữ Trường đH Khoa học tự nhiên, đHQG Hà Nội
12 Nhữ Thị Xuân, đinh Thị Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thuý Hằng (2004) Ộđánh giá biến ựộng sử dụng ựất huyện Thanh Trì - thành phố HàNội giai ựoạn 1994 -
2003 trên cơ sở phương pháp viễn thám kết hợp GISỢ Tạp chắ khoa học, đại học quốc gia Hà Nội, Số 4, Tập XX, Hà Nội