ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI CHO NUÔI TÔM SÚ (Penaeus monodon) TẠI HUYỆN DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH

Kết hợp đánh giá đất đai theo “khung” của FAO 1976 và ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn MCA để đánh giá đất đai và đề xuất sử dụng đất nuôi tôm sú bền vững.. Các ứng dụng phân

ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI

CHO NUÔI TÔM SÚ (Penaeus monodon) TẠI HUYỆN

DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 11/2009

ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI

CHO NUÔI TÔM SÚ (Penaeus monodon) TẠI HUYỆN

DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH

Chuyên ngành : Nuôi trồng thủy sản

ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI

CHO NUÔI TÔM SÚ (Penaeus monodon) TẠI HUYỆN

DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH

VÕ LÊ TUẤN

Hội đồng chấm luận văn:

1 Chủ tịch: PGS.TS LÊ THANH HÙNG

Đại học Nông Lâm Tp HCM

2 Thư ký: TS NGUYỄN KIM LỢ

Đại học Nông Lâm Tp HCM

3 Phản biện 1: TS NGUYỄN VĂN TRAI

Đại học Nông Lâm Tp HCM

4 Phản biện 2: TS NGUYỄN THANH TÙNG

Phân viện Quy hoạch Thủy sản Phía Nam

5 Ủy viên: TS VŨ CẨM LƯƠNG

Đại học Nông Lâm Tp HCM

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

HIỆU TRƯỞNG

Từ 5/2008 đến nay công tác tại Công ty TNHH XD&TM Khang Cát

Tháng 9 năm 2005 học Cao học ngành Nuôi trồng thủy sản tại Đại học Nông Lâm, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Tình trạng gia đình: Vợ Trương Lê Ngọc Phương, kết hôn năm 2002, các con

Võ Lê Khánh Vân, sinh năm 2003 và Võ Lê Khánh Linh, sinh năm 2007

Địa chỉ liên lạc: 104/19 Hồ Biểu Chánh, Phường 11, Q PN, Tp.HCM

Điện thoại: 08.39315983 – 0982.888.333

Email: vole.tuan@khangcat.com

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Ký tên

Võ Lê Tuấn

iv

LỜI CẢM ƠNTôi xin chân thành cảm ơn:

™ BGH Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, các thầy cô khoa Thủy Sản và phòng Sau Đại học đã giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

™ TS VŨ CẨM LƯƠNG, TS NGUYỄN KIM LỢI đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

™ KS VŨ MINH TUẤN – Bộ môn GIS khoa Môi trường – Tài nguyên- Trường Đại học Nông Lâm Tp HCM Phòng thiết kế và bản đồ, Phòng Quy hoạch - Phân Viện Quy hoạch thủy sản Phía Nam – Viện Kinh tế và Quy hoạch thủy sản đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

™ Các bạn cùng lớp cao học Nuôi trồng Thủy sản khóa 2005 đã giúp đỡ, chia sẻ trong suốt khóa học

™ Vô cùng biết ơn cha, mẹ, vợ và gia đình luôn động viên để tôi có thể hoàn thành khóa luận này

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 26

tháng 8 năm 2009

Học viên

Võ Lê Tuấn

TÓM TẮT

Đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) xây dựng bản đồ thích nghi nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh” được thực hiện từ tháng 8/2008 đến tháng 8/2009 tại huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh

Đề tài đã ứng dụng phương pháp phân tích thứ bậc ưu tiên (AHP) để đánh giá tiềm năng đất đai cho vùng phát triển nuôi tôm sú làm cơ sở để hỗ trợ xây dựng quy hoạch lựa chọn vùng nuôi tôm sú trên địa bàn huyện Đề tài đã ứng dụng GIS tiến hành chồng xếp các lớp thông tin chuyên đề về đất với các nhân tố cao trình đất, thành phần cơ giới đất, độ sâu tầng phèn, pH đất, xâm nhập mặn, độ sâu ngập lũ mùa mưa và loại hình sử dụng đất Kết hợp đánh giá đất đai theo “khung” của FAO (1976) và ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCA) để đánh giá đất đai và đề xuất sử dụng đất nuôi tôm sú bền vững Chúng tôi lựa chọn các nhân tố đất có tầm ảnh hưởng quan trọng đến việc lựa chọn vùng nuôi tôm và chọn 7 tiêu chuẩn (cao trình đất phân 4 chỉ tiêu phân cấp, thành phần cơ giới đất 4 phân cấp, độ sâu tầng phèn 3 phân cấp, pH đất 4 phân cấp, xâm nhập mặn 4 phân cấp, độ sâu ngập lũ 3 phân cấp và loại hình sử dụng đất bao gồm 4 phân cấp) Đề tài đã đưa ra mô hình đánh giá điều kiện tự nhiên đất đai xác định vùng thích hợp cho nuôi tôm sú Kết quả chỉ ra rằng trên địa bàn huyện Duyên Hải diện tích đất thích nghi cao cho mô hình nuôi tôm sú chuyên là 14.462 ha, chiếm khoảng 38,45% tổng diện tích khu vực nghiên cứu (37.616 ha), mô hình tôm sú lúa là 1.857 ha (4,94%) và mô hình tôm sú rừng là 3.580 ha (9,52%) Đánh giá tiềm năng để mở rộng các mô hình nuôi tôm này cần được xem xét thêm khía cạnh về kinh tế, xã hội và môi trường tại khu vực nghiên cứu

vi

ABSTRACT

The project "Application of geographic information systems (GIS) to construct adapted map for culturing of tiger prawn in Duyen Hai District, Tra Vinh province" was executed from 8/2008 to 8/2009 in Duyen Hai District of Tra Vinh province The project was applied the method of Analytic Hierarchy Process (AHP) to evaluate potential land for the development of tiger prawn farming as a basis to support for selecting planned construction tiger prawn farming areas in the district The project was applied GIS to conduct information layers of special subject soil with the elevation, land-mechanical components, the depth of alum layer, soil pH, salinity intrusion, flooding depth in rain season and types of land use Combined assessment of land under the "framework" of the FAO (1976) and apply the Multi-Criteria Analysis (MCA) to evaluate the land and proposed land use for sustainable prawn farming We chose land factors which they were important influence to select prawn farming areas

and chose seven standards (elevation were divided four target hierarchies,

land-mechanical components were divided four target hierarchies, the depth of alum layer were divided three target hierarchies, soil pH were divided four target hierarchies, salinity intrusion were divided four target hierarchies, flooding depth were divided

three target hierarchies, types of land use included four target hierarchies) Subject has

launched the assessment model of natural conditions land which the purpose determine suitable area for prawn farming Results indicated that on the Duyen Hai district, the area of high appropriate land to specializing in the tiger prawn culture model is 14,462

ha, making up approximately 38.45% in total of research land (37,616 ha), rice and tiger shrimp model is 1,857 ha (4.94%) and model of forest and tiger shrimp is 3,580

ha (9.52%) Assessing the potential for expanding shrimp farming models should be considered more aspects of economic, social and environment at research area

vii

MỤC LỤC

Trang chuẩn y……… ……… i

Lý lịch cá nhân……….……… ii

Lời cam đoan……… iii

Lời cảm ơn……… iv

Tóm tắt……….……… v

Mục lục……… vii

Danh sách các chữ viết tắt……… …… xi

Danh sách các bảng……… xiii

Danh sách các hình ……… xiv

1 MỞ ĐẦU 1 

1.1 Đặt vấn đề 1 

1.2 Mục tiêu đề tài 2 

1.3 Kết quả mong đợi 3 

1.4 Giới hạn của đề tài 3 

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4  

2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 4 

2.1.1 Khái niệm 4 

2.1.2 Mô hình dữ liệu GIS 5 

2.1.3 Phân tích dữ liệu GIS 6 

2.2 Các nghiên cứu về đánh giá thích nghi đất đai 14 

2.2.1 Tình hình nghiên cứu đánh giá đất đai trên thế giới 14 

2.2.2 Tình hình nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai ở Việt Nam 15 

2.2.3 Quá trình đánh giá khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976) 16 

2.2.4 Quy hoạch đất nuôi trồng thuỷ sản huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh 17 

2.3 Các ứng dụng của GIS trong quản lý quy hoạch sử dụng đất thuỷ sản 18 

2.3.1 Các ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch nông nghiệp, thuỷ sản trên thế giới 18  2.3.2 Ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch nuôi thuỷ sản ở Việt Nam 20 

viii

2.4 Lý thuyết về phân tích đa tiêu chuẩn 22 

2.4.1 Lý thuyết về phân tích thứ bậc (AHP) 22 

2.4.2 Các ứng dụng phân tích thứ bậc (AHP) trong khoa học kinh tế và đánh giá khả năng thích nghi đất đai nuôi thuỷ sản 25 

2.5 Tổng quan một số tính chất đất ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản 26 

2.5.1 Tầng phèn và đất phèn 27 

2.5.2 pH đất 28 

2.5.3 Kết cấu đất 28 

3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 31  

3.1 Vị trí địa lý 31 

3.2 Địa hình: 32 

3.3 Khí hậu: 32 

3.4 Thuỷ văn 32 

3.5 Thổ nhưỡng 36 

3.6 Điều kiện kinh tế - xã hội 37 

3.7 Hiện trạng nuôi tôm sú trên địa bàn huyện Duyên Hải 37 

3.7.1 Hiện trạng các mô hình nuôi hiện nay 37 

3.7.2 Các phương thức nuôi tôm sú trên địa bàn huyện 38 

3.8 Công tác quy hoạch đất phát triển NTTS huyện Duyên Hải 39 

4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41  

4.1 Nội dung nghiên cứu 41 

4.2 Phương pháp nghiên cứu chung 41 

4.3 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 42 

4.3.1 Thông tin các yếu tố thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú ở huyện Duyên Hải, Trà Vinh 43 

4.3.2 Ứng dụng AHP để xác định trọng số trong đánh giá vùng thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú 43 

5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 53  

5.1 Các nhân tố đất đai chính ảnh hưởng đến phát triển nuôi tôm sú 53 

ix

5.2 Ứng dụng GIS xây dựng bản đồ thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú 55 

5.2.1 Cao trình đất 56 

5.2.2 Thành phần cơ giới đất 57 

5.2.3 Độ sâu tầng phèn 57 

5.2.4 pH đất 57 

5.2.5 Xâm nhập mặn 58 

5.2.6 Độ sâu ngập lũ mùa mưa 58 

5.2.7 Loại hình sử dụng đất 58 

5.3 Xây dựng bản đồ các nhân tố thích nghi 59 

5.3.1 Bản đồ cao trình đất 59 

5.3.2 Bản đồ thành phần cơ giới đất 59 

5.3.3 Bản đồ độ sâu tầng phèn 59 

5.3.4 Bản đồ pH đất 60 

5.3.5 Bản đồ xâm nhập mặn 60 

5.3.6 Bản đồ độ sâu ngập lũ mùa mưa 60 

5.3.7 Bản đồ loại hình sử dụng đất 60 

5.4 Xây dựng bản đồ thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú 69 

5.4.1 Xác định trọng số các tiêu chuẩn và giá trị các chỉ tiêu phân cấp 69 

5.4.2 Xây dựng bản đồ thích nghi đất đai cho các loại hình nuôi tôm sú 71 

5.5 Đề xuất phát triển đất cho nuôi trồng thủy sản 78 

6 KẾT LUẬN, ĐỀ XUẤT 80  

6.1 Kết luận 80 

6.2 Đề xuất 80 

TÀI LIỆU THAM KHẢO………… ……… ……… 82

PHỤ LỤC ….……… 86

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GIS (Geographic Information Systems): Hệ thống thông tin địa lý

DTTN: Diện tích tự nhiên

AHP (Analytic Hierarchy Process): Tiến trình phân tích thứ bậc

FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations): Tổ chức liên hiệp quốc về lượng thực và nông nghiệp

GDP (Gross Domestic Product): Tổng sản phẩm quốc nội

MCMD (Multi-Criteria Decision Making): Ra quyết định đa tiêu chuẩn

MCMA (Multi-Criteria Model Analysis): Mô hình phân tích đa tiêu chuẩn

MOLA (Multi-Objective Land Alocation): Phân tích đất đa mục tiêu

QH và TKNN: Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp

NS1 (Not suitable): Không thích nghi

HS4 (Highly suitable): Thích nghi cao

S3 (Suitable): Thích nghi trung bình

MS2 (Marginally suitable): Thích nghi kém

QHSDĐĐ: Quy hoạch sử dụng đất đai

UBND: Ủy ban nhân dân

TIN (Triangulate Irregular Network): Mạng lưới tam giác không đều

TGTSP: Tổng giá trị sản phẩm

UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization):

Tổ chức Liên hiệp quốc về giáo dục, khoa học và văn hóa

CR (Consistency Ratio): Tỷ số nhất quán

QHTS: Quy hoạch thủy sản

KTMN: Kinh tế miền Nam

Sở TNMT: Sở Tài Nguyên và Môi trường

PV QHTS: Phân viện Quy hoạch thủy sản QL53: Quốc lộ 53

ĐT 914: Đường tỉnh 914

xii

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Các phép toán luận lý 8 

Bảng 2.2: Tính chất đất ảnh hưởng đến việc quản lý ao nuôi trồng thủy sản 26 

Bảng 2.3: Sự thích hợp tương đối như vật liệu để xây bờ của các loại đất khác nhau 29  Bảng 2.4: Tiêu chuẩn về tính chất vật lý hóa học của đất cho xây dựng công trình nuôi thủy sản 30

Bảng 3.1: Sự phân bố các nhóm đất của huyện Duyên Hải 36

Bảng 4.1: Ma trận so sánh giữa các yếu tố 46 

Bảng 4.2: Phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty 46

Bảng 5.1: Các tiêu chuẩn để phân cấp các tính chất đất đai huyện Duyên Hải 56 

Bảng 5.2: Bảng cho điểm theo cao trình với loại hình nuôi 56 

Bảng 5.3: Bảng cho điểm theo thành phần cơ giới đất 57 

Bảng 5.4: Bảng cho điểm theo độ sâu tầng phèn 57 

Bảng 5.5: Bảng cho điểm theo pH đất 57 

Bảng 5.6: Bảng cho điểm theo xâm nhập mặn của đất 58 

Bảng 5.7: Bảng cho điểm yếu tố ngập lũ mùa mưa 58 

Bảng 5.8: Bảng cho điểm loại hình sử dụng đất 59 

Bảng 5.9: Diện tích phân cấp các nhân tố trên địa bàn huyện 61 

Bảng 5.10: Ma trận so sánh cặp và trọng số các nhân tố loại hình tôm sú chuyên 70 

Bảng 5.11: Ma trận so sánh cặp và trọng số các nhân tố loại hình tôm sú - lúa 70 

Bảng 5.12: Ma trận so sánh cặp và trọng số các nhân tố loại hình tôm sú rừng 70 

Bảng 5.13: Cấu trúc phân hạng thích nghi đất đai theo FAO 71 

Bảng 5.14: Tổng hợp diện tích vùng thích nghi đất đai các loại hình nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải 74 

Bảng 5.15: So sánh diện tích tiềm năng của phương pháp AHP và GIS với phương án quy hoạch trước đây 79 

xiii

Hình 2.1: Các thành phần của GIS 4 

Hình 2.2: Biểu diễn thế giới thực sử dụng mô hình vector và raster 5 

Hình 2.3: Mô hình chuyển đổi Affine 7 

Hình 2.4: Ghép biên các mảnh bản đồ 7 

Hình 2.5: Sliver có thể tạo ra do số hoá hoặc chồng 2 lớp bản đồ 7 

Hình 2.6: Biểu đồ Venn 8 

Hình 2.7: Chồng xếp dữ liệu vector 10 

Hình 2.8: Thể hiện bề mặt địa hình với mô hình TIN 11 

Hình 2.9: Sử dụng hàm hướng dòng để tối ưu hoá tuyến di chuyển 13 

Hình 2.10: Tính khoảng cách sử dụng hàm lan truyền 13 

Hình 2.11: Vai trò của đánh giá đất đai trong công tác quy hoạch sử dụng đất 15

Hình 3.1: Bản đồ vị trí địa lý huyện Duyên Hải 34 

Hình 3.2: Bản đồ hành chính huyện Duyên Hải 35

Hình 4.1: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 43 

Hình 4.2: Sơ đồ ứng dụng AHP và GIS trong xây dựng bản đồ thích nghi đất đai nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải 52

Hình 5.1: Bản đồ cao trình huyện Duyên Hải 62 

Hình 5.2: Bản đồ thành phần cơ giới đất 63 

Hình 5.3: Bản đồ độ sâu tầng phèn đất của huyện 64 

Hình 5.4: Bản đồ pH đất của huyện 65 

Hình 5.5: Bản đồ tình trạng xâm nhập mặn của huyện 66 

Hình 5.6: Bản đồ độ sâu ngập lũ mùa mưa của huyện 67 

Hình 5.7: Bản đồ loại hình sử dụng đất của huyện 68 

Hình 5.8: Bản đồ vùng thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú chuyên 75 

Hình 5.9: Bản đồ vùng thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú lúa 76 

Hình 5.10: Bản đồ vùng thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú rừng 77 

Nghề nuôi tôm sú ở huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh khá lâu đời và phát triển mạnh từ những năm 1990; nó được xem là ngành kinh tế chủ đạo của huyện và của tỉnh, đóng góp đáng kể vào GDP của huyện Trong những năm qua phát triển NTTS trên địa bàn huyện tăng nhanh, đặc biệt là sau khi Nghị quyết 09/2000/NQ-CP ra đời cho phép chuyển đổi những vùng đất lúa, đất sản xuất nông nghiệp kém hiệu quả sang NTTS, thì diện tích nuôi tôm sú đặc biệt tăng mạnh từ 7.511 ha vào năm

2000 tăng lên 15.875 ha vào năm 2006; chủ yếu từ đất lúa kém hiệu quả và đất hoang hoá ven biển chuyển sang (UBND huyện Duyên Hải, 2006)

Việc chuyển đổi mạnh mẽ từ đất nông nghiệp sang nuôi kết hợp và nuôi chuyên đã mang lại một hiệu quả nhất định Tuy nhiên vẫn còn thiếu quy hoạch, mang tính tự phát và quá trình nuôi vẫn dựa vào yếu tố tự nhiên lớn và áp dụng công nghệ cao trong nuôi tôm vẫn còn rất hạn chế Vì vậy kéo theo nhiều nảy sinh như vấn đề dịch bệnh, vấn đề hiệu quả kinh tế gây thiệt hại đáng kể cho một bộ phận người nuôi và xã hội dẫn đến các hộ nuôi tôm sú bị thua lỗ và thiệt hại ngày càng tăng, năm 2006 có tới 53-61% ở các hộ nuôi trong huyện bị thiệt hại với mức

2

thua lỗ lên đến 73% (UBND huyện Duyên Hải, 2006)

Hệ quả này có liên quan đến yếu tố xác định vùng thích nghi đất đai cho nuôi tôm và chúng có vai trò hết sức quan trọng góp phần tích cực trong việc lựa chọn vùng nuôi đạt hiệu quả cao Nhiều nhà khoa học đất và môi trường đã chứng minh những ảnh hưởng của yếu tố đất đai đến năng suất trong nuôi trồng thủy sản; Hajek

& Boyd (1994) đưa ra những tác động của hơn 50 nhân tố đất đai ảnh hưởng đến hiệu quả trong NTTS

Trong những năm qua, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực Công nghệ GIS với khả năng tổ hợp dữ liệu, chồng xếp bản

đồ, phân tích một lượng lớn dữ liệu, dễ dàng cập nhật dữ liệu và kết nối với hệ thống cơ sở dữ liệu khác, truy nhập và hỏi đáp, hỗ trợ ra quyết định,… GIS có khả năng tham gia xử lý dữ liệu đầu vào và phân tích, biểu diễn, quản lý dữ liệu đầu ra

Vì vậy việc ứng dụng GIS cho xác định vùng thích nghi đất đai là công cụ hữu ích cho những người làm công tác đánh giá thích nghi đất đai và lập quy hoạch sử dụng đất cho nuôi thuỷ sản

Nhằm xác định vùng thích nghi đất đai cho phát triển tôm sú chuyên canh trên địa bàn huyện Duyên Hải có hệ thống mang tính khoa học, bước đầu ứng dụng công nghệ GIS để đánh giá điều kiện tự nhiên đất đai liên quan đến nuôi tôm sú làm

cơ sở cho định hướng xây dựng vùng quy hoạch các loại hình phát triển nuôi tôm trên địa bàn huyện có hiệu quả, giảm thiểu những rủi ro dịch bệnh, tăng hiệu quả sử dụng đất và hiệu quả kinh tế của nghề nuôi tôm góp phần phát triển bền vững nghề

nuôi Chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng GIS xây dựng bản đồ thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh”

1.2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu chung của luận văn nhằm ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng bản đồ phân vùng thích nghi đất đai cho phát triển nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh phục vụ hỗ trợ ra quyết định quy hoạch vùng nuôi thuỷ sản trên địa bàn huyện Chi tiết mục tiêu cụ thể của đề tài như sau:

(1) Tìm hiểu các yếu tố thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú ở Duyên Hải Trà

1.3 Kết quả mong đợi

Sau khi thực hiện đề tài, sẽ xây dựng bản đồ xác định được các vùng đất thích nghi cho nuôi tôm sú; làm cơ sở giúp những nhà quản lý, nhà quy hoạch vùng nuôi hoạch định chiến lược về sử dụng đất trong tương lai

1.4 Giới hạn của đề tài

Do điều kiện hạn chế về thời gian và kinh phí nên đề tài chỉ dừng lại ở mức

đề xuất vùng thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú, chưa đưa ra đánh giá các yếu tố, các tiêu chuẩn về kinh tế- xã hội và môi trường; đồng thời vùng thích nghi cho các đối tượng nuôi khác trong vùng

4

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết có liên quan đến lĩnh vực cần tìm hiểu là công việc cần thiết trong quá trình thực hiện đề tài Trong chương này, chúng tôi tập trung vào nghiên cứu các vấn đề chính sau:

- Tìm hiểu và nghiên cứu về Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

- Phương pháp đánh giá đất đai của FAO

- Nghiên cứu lý thuyết về phân tích đa tiêu chuẩn

- Các yếu tố thích nghi liên quan đến đất đai cho nuôi tôm sú

- Quy hoạch sử dụng đất nuôi thuỷ sản và các ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch vùng nuôi thuỷ sản

2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

2.1.1 Khái niệm

GIS là hệ thống các công cụ nền máy tính dùng để thu thập, lưu trữ, truy cập

và biến đổi, phân tích và thể hiện dữ liệu liên quan đến vị trí trên bề mặt trái đất và tích hợp các thông tin này vào quá trình lập quyết định (Trần Trọng Đức, 2002)

Hình 2.1: Các thành phần của GIS (Trần Trọng Đức, 2002)

5

Khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, bắt đầu câu hỏi đơn giản như: “ai là chủ của mảnh đất này?”, “Hai vị trí cách nhau bao xa?”, “Vùng đất cho hoạt động công nghiệp ở đâu?” và các câu hỏi phân tích như: “Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?”, “Kiểu đất ưu thế cho rừng thông là gì?”, “Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông chịu ảnh hưởng như thế nào?”; việc trả lời các câu hỏi “Như thế nào?”, “Tại sao?” chính là quá trình phân tích của hệ thống thông tin địa lý (Nguyễn Kim Lợi, 2007)

2.1.2 Mô hình dữ liệu GIS

Mô hình dữ liệu thể hiện tập hợp các quy tắc hoặc hướng dẫn giúp chuyển đổi thế giới thực thành các đối tượng số với các đặc tính không gian và thuộc tính

Dữ liệu thuộc tính được thể hiện bởi mô hình dữ liệu dạng bảng, trong khi dữ liệu hình học được thể hiện bởi mô hình hình học Mô hình dữ liệu hình học được phân

ra làm 2 loại: vector và raster

(1) Mô hình vector (Vector Model): biểu diễn các đối tượng địa lý trên mặt

đất bằng những điểm, đường, vùng trong mặt phẳng toạ độ Descartes Mỗi điểm được xác định bởi cặp toạ độ (x,y), mỗi đường được tuyến tính hoá từng đoạn, biểu diễn bằng một chuỗi những cặp toạ độ (xi,yi), một vùng được xác định bởi một đường khép kín và được biểu diễn bằng một chuỗi cặp toạ độ (xi, yi) có toạ độ điểm đầu và toạ độ điểm cuối trùng nhau (Trần Vĩnh Phước, 2003)

(2) Mô hình Raster (Raster Model): hệ thống nền raster thể hiện, định vị trí

và lưu trữ dữ liệu địa lý bằng cách sử dụng ma trận, mỗi vị trí được xác định bởi hàng và cột có thuộc tính chính bằng giá trị của ô đó Mô hình dữ liệu này phù hợp trong biểu diễn dữ liệu biến đổi liên tục: độ cao,

nhiệt độ,…

Thế giới thực có thể được biểu diễn ở cả 2

dạng vector và raster, sự lựa chọn mô hình vector

hay raster làm cơ sở tùy thuộc vào bản chất dữ liệu

và người sử dụng Trong đề tài nghiên cứu chúng

tôi xây dựng dữ liệu GIS ở dạng vector, mô hình dữ

Hình 2.2: Biểu diễn thế giới thực

sử dụng mô hình vector và raster

6

liệu này kế thừa được nhiều nguồn thông tin trước đây được xây dựng trên nền vector

2.1.3 Phân tích dữ liệu GIS

Chức năng quan trọng của GIS là phân tích dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính để trợ giúp cho quá trình ra quyết định Phân tích dữ liệu được thực hiện

để trả lời các câu hỏi về thế giới thực Do tính chất phức tạp của các câu hỏi đặt ra, các phép phân tích không gian có thể biến đổi từ các hoạt động luận lý hoặc số học đơn giản đến các phân tích mô hình phức tạp Khả năng phân tích không gian của GIS là cơ sở để phân biệt GIS với các hệ thống quản trị CSDL thông thường (Trần Trọng Đức, 2002)

Phân tích dữ liệu bao gồm 3 nhóm chức năng chính: Phân tích dữ liệu không gian; Phân tích dữ liệu thuộc tính; Phân tích kết hợp giữa không gian và thuộc tính

2.1.3.1 Phân tích dữ liệu không gian (Spatial Data Analysis)

- Chuyển đổi định dạng dữ liệu: Có nhiều phần mềm GIS khác nhau và

thường mỗi phần mềm lưu trữ dữ liệu theo một định dạng dữ liệu riêng Do đó, muốn sử dụng dữ liệu tạo từ các phần mềm GIS khác nhau đòi hỏi phải tiến hành chuyển đổi định dạng dữ liệu sang cấu trúc dữ liệu thích hợp với phần mềm GIS đang sử dụng

Hiện nay, trên địa bàn nghiên cứu ở huyện Duyên Hải bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ thổ nhưỡng, giao thông, thuỷ lợi được xây dựng trên phần mềm Mapinfo Trong đề tài này, dữ liệu được xây dựng trên ArcView, do vậy cần phải chuyển các file bản đồ từ các dạng khác về định dạng của ArcView

- Chuyển đổi hình học: Do dữ liệu bản đồ vùng nghiên cứu được thu thập từ

nhiều nguồn: bản đồ hiện trạng sử dụng đất (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Trà Vinh), bản đồ đất (Sub-NIAPP), …nên các lớp dữ liệu này không khớp nhau, do khác nhau về phép chiếu hoặc do sai số trong quá trình số hóa,… Do vậy, các phương pháp chuyển đổi hình học được dùng để hiệu chỉnh các lớp dữ liệu về đặt trùng khớp lên một lớp dữ liệu nền (base map) Có 2 phương pháp chuyển đổi hình học được sử dụng:

Chuyển đổi toạ độ được thực hiện bằng một mô hình chuyển đổi thích hợp (hoặc các phương trình toán học) với tập hợp các điểm tham khảo (gọi là các điểm khống chế) được chọn cho việc xác định các thông số chuyển đổi Hiện nay, có nhiều phần mềm chuyển đổi sử dụng theo mô hình Affine (hình 2.3)

Phương trình chuyển đổi Affine:

u = axy + bx + cy + x0

v = dxy + ey + fx + y0

Hình 2.3: Mô hình chuyển đổi Affine

- Ghép biên và soạn thảo đồ họa:

+ Ghép biên được sử dụng để

điều chỉnh vị trí của các đối tượng kéo

dài ngang: qua ranh giới của các mảnh

bản đồ Sai số có thể do sai số của bản đồ

gốc, khác biệt về ngày tháng lập bản đồ,

co giãn của bản đồ giấy, sai số trong quá trình số hóa,…(hình 2.4)

+ Soạn thảo đồ họa: chức

năng soạn thảo trong GIS nhằm

giúp thực hiện các chức năng

thêm, xóa hoặc thay đổi vị trí của

đối tượng (hình 2.5) Trong

trường hợp số hoá các đối tượng

trên bản đồ có thể xảy ra trường

hợp các đường được số hóa ngắn

Y 0

X 0

V Y

8

vài milimet và không tiếp xúc với đối tượng Trong trường hợp này, các phần mềm cung cấp công cụ bắt điểm hoặc bắt đường để hiệu chỉnh sai số này Ngoài ra các phần mềm còn cho phép xóa các vòng nhỏ kéo dài (sliver) sinh ra do chồng các đối tượng trên 2 bản đồ với nhau hoặc số hóa cùng một đường biên của đối tượng 2 lần

2.1.3.2 Phân tích dữ liệu thuộc tính

Phân tích dữ liệu thuộc tính bao gồm các chức năng soạn thảo, kiểm tra và phân tích dữ liệu Nhiều phân tích trong GIS được thực hiện chỉ sử dụng dữ liệu thuộc tính

- Soạn thảo thuộc tính: Chức năng cho phép dữ liệu thuộc tính được lấy ra,

kiểm tra và thay đổi Hai bảng dữ liệu thuộc tính có thể được liên kết với nhau thông qua trường khoá (key field) Dữ liệu thuộc tính từng mẫu tin có thể được thay đổi hoặc xác lập thông qua một số phép toán số học hoặc thống kê

Ví dụ: Chuyển đổi giá trị từ sản lượng sang giá trị sản xuất đòi hỏi thực hiện toán nhân

- Truy vấn thuộc tính: Cho phép truy tìm mẫu tin trong cơ sở dữ liệu thuộc tính thoả mãn điều kiện truy tìm đưa ra bởi người sử dụng Trong truy vấn thường

sử dụng các toán tử: =, <, >, ≥, ≤, hoặc các toán tử luận lý: NOT, AND, OR, XOR

Bảng 2.1: Các phép toán luận lý

Hình 2.6: Biểu đồ Venn

2.1.3.3 Phân tích kết hợp dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian

Sức mạnh của GIS là khả năng phân tích đồng thời dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, bao gồm 4 nhóm chức năng chính: (i) Rút số liệu, phân loại và đo lường, (ii) Chồng lớp, (iii) Chức năng lân cận, (iv) Chức năng kết nối

- Rút số liệu, phân loại và đo lường

+ Rút số liệu: hoạt động rút số liệu đối với dữ liệu không gian và thuộc tính bao gồm tìm kiếm chọn lọc, sắp xếp và hiển thị dữ liệu được chọn nhưng không cần thiết điều chỉnh vị trí của đối tượng hoặc tạo ra một đối tượng mới

+ Phân loại và tổng quát hoá: Chức năng phân loại được cung cấp trong tất

cả các hệ GIS Đối với lớp dữ liệu đơn, chức năng phân loại liên quan đến gán tên cho từng polygon (ví dụ: đất thuỷ sản, đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất ở,…) Phân loại cũng được tiến hành trên nhiều lớp dữ liệu, thường kết hợp với chức năng chồng lớp; ví dụ như tìm vùng thích nghi S4 cho nuôi tôm sú chuyên ở huyện Duyên Hải Ngoài ra, phân loại còn có thể trợ giúp cho việc nhận dạng một kiểu mẫu mới mà thông thường không thể nhìn thấy được nếu ta thể hiện từng đối tượng riêng lẻ

Chức năng đo lường: Mọi hệ GIS đều có chức năng đo lường như: đo khoảng cách, chiều dài, chu vi, diện tích, xác định tâm trọng lực

- Chồng lớp: Các chức năng chồng lớp số học và logic là một bộ phận trong

các phần mềm GIS

Chồng lớp số học: bao gồm những phép tính như cộng, trừ, nhân, chia từng giá trị trong lớp dữ liệu với một giá trị tại vị trí tương ứng trong lớp dữ liệu thứ hai

10

Chồng lớp logic: liên quan đến việc tìm ra những vùng thoả mãn hoặc không thoả mãn điều kiện đặt ra, ví dụ như tìm vùng đất thích hợp cho nuôi tôm sú lúa ở

Duyên Hải

* Chồng lớp với dữ liệu raster được tiến hành khá dễ dàng so với chồng lớp

dữ liệu vector, bởi vì nó không đòi hỏi tiến hành các hoạt động topology mà chỉ tiến hành trên cơ sở pixel với pixel Có hai phương pháp chồng lớp raster: (i) Phương pháp trung bình trọng số, (ii) Phương pháp phân hạng

(i) Phương pháp trung bình trọng số: hai lớp dữ liệu với các giá trị là P1 và P2 cùng các trọng số lớp tương ứng w1 và w2, khi chồng lớp với nhau thì lớp dữ liệu xuất sẽ

2 phương pháp chồng xếp vector và raster để thực hiện

Dữ liệu không gian Dữ liệu thuộc tính

Hình 2.7: Chồng xếp dữ liệu vector

11

- Chức năng lân cận

Chức năng lân cận đánh giá những đặc tính của vùng xung quanh vị trí được chọn nào đó

* Tìm kiếm: là chức năng phổ biến áp dụng kết hợp với vùng lân cận Tìm

kiếm có thể đơn giản chỉ là xác định các đối tượng nằm trong vùng lân cận xác định Hoặc có thể đưa vào các biểu thức phục vụ cho việc tìm kiếm Ví dụ: Tìm những thửa đất nuôi tôm thâm canh có diện tích > 0,5 ha ở xã Long Toàn, huyện Duyên Hải

* Chức năng liên quan địa hình: địa hình của mặt đất có thể được biểu diễn

trong GIS bởi dữ liệu độ cao số Bất kỳ biểu diễn của một sự biến đổi liên tục trong không gian dưới dạng số được biết đến như mô hình độ cao số (DEM: Digital Elevation Model) (Borrough, 1986)

Hiện nay, người ta thường dùng mô hình TIN (Triangulated Irregular Network) để biểu diễn bề mặt các đối tượng không gian trong mô hình DEM, các điểm độ cao được kết nối với nhau thành lưới tam giác, mỗi tam giác có độ nghiêng nhất định được tính gần đúng với độ nghiêng thật của địa hình

Hai thông số thường dùng nhất để thể hiện bề mặt đất là độ dốc và hướng của địa hình

Hình 2.8: Thể hiện bề mặt địa hình với mô hình TIN

Nguồn: K Young-Hoon &C Graham, 2000 (trích dẫn bởi Trần Thị Thu Dung,

2004)

12

Vùng Thiessen: được định nghĩa là vùng ảnh hưởng riêng biệt chung quanh mỗi điểm trong tập hợp các điểm Được xây dựng xung quanh tập các điểm sao cho ranh giới vùng cách đều điểm lân cận Phương pháp này được dùng để phân tích các yếu tố khí hậu như lượng mưa, nhiệt độ, trên cơ sở dữ liệu ở các trạm khí tượng thể hiện ở bảng dữ liệu điểm, và giá trị mưa, nhiệt độ được chỉ định cho mỗi vùng

- Phép nội suy: phép nội suy là quá trình dự báo các giá trị chưa biết từ các

điểm đã biết từ các điểm lân cận Để nội suy có thể dùng các phương pháp nội suy khác nhau như hồi đa thức, chuỗi Fourier, hàm spline, trung bình di chuyển, kriging

Trong trường hợp một hàm đường cong hoặc hàm bề mặt đơn được xác định, phương pháp nội suy được gọi là nội suy toàn cầu và trong trường hợp các hàm khác nhau được xác định cục bộ cho từng vùng, phương pháp nội suy được gọi là nội suy cục bộ

Trong trường hợp đường cong hoặc bề mặt được xác định chính xác cho tất

cả các điểm, phương pháp nội suy được gọi là nội suy chính xác, trong trường hợp đường cong hoặc bề mặt không đi qua tất cả các điểm quan sát do tồn tại sai số được gọi là nội suy gần đúng

Nhiều mô hình toán học khác nhau được dùng trong nội suy, một trong những phương pháp thông dụng trong nội suy cao độ điểm chưa biết là tính toán giá trị trung bình từ các điểm lân cận có độ cao đã biết hoặc dùng phương pháp trung bình trọng số với trọng số tỷ lệ nghịch với khoảng cách

Chất lượng của kết quả nội suy phụ thuộc vào độ chính xác, số lượng và phân bố các điểm đã biết được dùng để tính toán và phương pháp nội suy

- Chức năng kết nối

Chức năng kết nối đề cập đến sự nối tiếp không gian giữa các đối tượng Chức năng này thường sử dụng các hàm dùng đánh giá sự tích lũy giá trị trên khu vực đã di chuyển ngang qua Mọi chức năng kết nối bao gồm:

+ Định rõ cách mà đối tượng không gian liên kết (bản đồ đường giao thông chỉ ra các đường được liên kết như thế nào)

13

+ Tập hợp các quy tắc quy định sự chuyển dịch dọc theo các liên kế này

+ Đơn vị đo lường (khoảng cách giữa các đường hoặc thời gian di chuyển)

Chức năng kết nối được nhóm vào các chủng loại sau: tiếp giáp, lân cận, mạng, lan truyền, hướng dòng và liên thông

(i) Đo đạc tiếp giáp: đánh giá tính chất của những đối tượng nối tiếp về mặt không gian

(ii) Đo đạc lân cận: bao gồm các chức năng trợ giúp xác định các đặc tính hình học và chuyên đề trên một khu vực địa lý xung quanh một hoặc nhiều đối tượng cụ thể

- Chức năng mạng: tập hợp các đối tượng dạng tuyến nối tiếp nhau, mô

phỏng quá trình chuyển động của nguồn từ vị trí này sang vị trí khác

- Chức năng lan truyền: đánh giá hiện tượng bằng việc chuyển động từng bước ra xa theo tất cả các hướng bắt đầu từ một hoặc nhiều điểm Nó có thể được sử dụng để đánh giá thời gian hoặc phí di chuyển trên một bề mặt phức tạp, xác định lưu vực (bằng cách lan ra từ một điểm đến các điểm lân cận có độ cao tương tự hoặc cao hơn) Chức năng lan truyền bao gồm cả đặc tính của chức năng mạng và chức năng lân cận (hình 2.10)

2.8 2.4 2.0 2.4 2.8

4.8 4 4.8 4.2 4.8 5.8 2.8 2 2.8 3.4 4.4 5.4

2 A0 2 3 4 5.0 2.8 2 2.8 3.4 4.4 5.4 4.8 4 4.8 4.2 4.8 5.8

- Chức năng liên thông: phục vụ cho xác định điểm có thể nhìn thấy, phục vụ cho quy hoạch mạng lưới truyền thông, cảnh quan, …

2.2 Các nghiên cứu về đánh giá thích nghi đất đai

Đánh giá khả năng thích nghi đất đai là một trong những cơ sở để xây dựng nên phương án quy hoạch sử dụng đất, đặc biệt là quy hoạch sử dụng đất cho nuôi thuỷ sản Từ thích nghi đất đai với từng đối tượng nuôi, loại hình nuôi các nhà quản

lý và hoạch định chính sách sẽ quyết định lựa chọn phương án sử dụng đất cho nuôi thuỷ sản Trong đề tài này chúng tôi sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP)

để tiến hành đánh giá đất đai phù hợp cho nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh

2.2.1 Tình hình nghiên cứu đánh giá đất đai trên thế giới

Năm 1976, phương pháp đánh giá đất của FAO (A framework for land

evaluation, FAO) ra đời, nhằm thống nhất các tiêu chuẩn đánh giá đất đai trên toàn

thế giới Bên cạnh đánh giá tiềm năng đất đai còn đề cập đến vấn đề kinh tế xã hội của từng loại hình sử dụng đất

Ngay từ khi mới được công bố, hướng dẫn của FAO đã được hầu hết các nhà khoa học đều công nhận tầm quan trọng của nó đối với sự phát triển của chuyên ngành đánh giá đất đai (Van Diepen et al, 1991) Tuỳ theo điều kiện sinh thái, đất đai, sản xuất ở các nước để vận dụng phương pháp đánh giá đất cho phù hợp và hiện nay, công tác đánh giá đất đai được thực hiện ở nhiều quốc gia và trở thành

một khâu quan trọng trong công tác lập quy hoạch sử dụng đất vùng lãnh thổ (hình

2.11)

+ Từ đầu những năm 1970, Bùi Quang Toản cùng nhiều nhà khoa học của Viện Nông hoá Thổ nhưỡng (Vũ Cao Thái, ctv, 1997) đã tiến hành công tác đánh giá phân hạng đất đai ở 23 huyện, 286 hợp tác xã và 9 vùng chuyên canh Kết quả bước đầu đã phục vụ cho công tác tổ chức lại sản xuất và làm cơ sở để đề ra quy trình kỹ thuật phân hạng đất đai cho các hợp tác xã và các vùng chuyên canh Quy trình này bao gồm 4 bước: (1) Thu thập tài liệu, (2) Vạch khoanh đất, (3) Đánh giá và phân hạng chất lượng đất, (4) Xây dựng bản đồ phân hạng đất Các yếu tố được sử dụng trong đánh giá, phân hạng đất đai vùng đồng bằng bao gồm: loại đất,

+ Đánh giá phân hạng đất khái quát toàn quốc (Tôn Thất Chiểu và ctv, 1986) được thực hiện ở tỷ lệ bản đồ 1/500.000 dựa trên Phân loại khả năng đất đai (land capability classification) của Bộ Nông nghiệp Mỹ, chỉ tiêu sử dụng là thổ nhưỡng

và địa hình Mục tiêu nhằm sử dụng đất đai tổng hợp Có 7 nhóm đất được chia theo mức độ hạn chế, trong đó 4 nhóm đầu có thể sử dụng cho nông nghiệp, nhóm kế tiếp có khả năng cho lâm nghiệp và nhóm cuối cùng có thể sử dụng cho các mục đích khác

+ Từ năm 1992, phương pháp đánh giá đất đai của FAO và các hướng dẫn tiếp theo được Viện QH và TKNN áp dụng rộng rãi trong các dự án quy hoạch phát triển ở các huyện và tỉnh Bước đầu cho thấy tính khả thi rất cao và đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn xác nhận như một tiến bộ khoa học kỹ thuật,

có thể áp dụng rộng rãi trong toàn quốc

2.2.3 Quá trình đánh giá khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976)

Việc đánh giá đất đai tuỳ thuộc vào mục tiêu và mức độ chi tiết của từng đề tài nghiên cứu Các bước thực hiện đánh giá đất đai, gồm 7 bước sau:

(i) Thảo luận ban đầu về mục tiêu, nội dung, phương pháp, lập kế hoạch;

phân loại và xác định các nguồn tài liệu có liên quan

(ii) Thu thập và kế thừa các tài liệu chuyên ngành: khí hậu, địa chất, địa hình

địa mạo, thổ nhưỡng và các số liệu thống kê về hiện trạng sử dụng đất

(iii) Lựa chọn loại hình sử dụng đất có triển vọng: Điều tra thực địa về hiện

trạng sử dụng đất và hiệu quả sản xuất của các loại hình sử dụng đất nhằm mục đích

17

lựa chọn loại hình sử dụng phù hợp với mục tiêu phát triển, điều kiện sinh thái và

bối cảnh kinh tế - xã hội của vùng nghiên cứu

(iv) Xác định các tính chất đất đai: Trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố môi

trường tự nhiên liên quan đến sản xuất nông nghiệp để phân lập và xác định các

thuộc tính đất đai có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sử dụng đất Tiến hành khoanh định

các đơn vị đất đai trên bản đồ

(v) Xác định yêu cầu về đất đai: Căn cứ trên yêu cầu sinh thái của cây trồng

và đặc điểm của môi trường tự nhiên để xác định các yêu cầu về đất đai của các loại

hình sử dụng đất được đánh giá

(vi) Kết hợp, so sánh tính chất đất đai với yêu cầu đất đai của các loại hình

sử dụng đất để xác định các mức thích nghi đất đai cho các loại hình SDĐ được chọn

(vii) Đề xuất bố trí sử dụng đất: dựa trên kết quả đánh giá thích nghi đất đai

Năm 2001, UBND huyện đã xây dựng kế hoạch chuyển đổi cơ cấu sản xuất Ngư-Nông-Lâm-Diêm nghiệp của huyện đến năm 2010 trên cơ sở bố trí lại sản xuất phù hợp với điều kiện tự nhiên, hiệu quả kinh tế các loại hình sản xuất ngư nông và lâm nghiệp hiện tại Trên cơ sở đó, kế hoạch đã phân huyện Duyên Hải thành 3 tiểu vùng sản xuất dựa vào điều kiện nhiễm mặn, thời gian nhiễm mặn trong năm và vị

18

trí của mỗi vùng Diện tích vùng NTTS đến 2010 khoảng 10.900 ha, trong đó tôm

sú là 9.000ha, nuôi cua là 400 ha và nghêu sò là 1.500 ha (UNND huyện Duyên Hải, 2002)

Năm 2002, tỉnh Trà Vinh đã xây dựng Báo cáo quy hoạch phát triển thủy sản cho toàn tỉnh đến năm 2010 bao gồm các lĩnh vực thủy sản là khai thác, chế biến, nuôi trồng thủy sản và các cơ sở hạ tầng phục cho hoạt động thủy sản trên toàn tỉnh

và có tính và phân bố đến huyện Duyên Hải Theo quy hoạch diện tích NTTS cả chuyên và kết hợp đến 2010 là 22.400 ha

Năm 2006, báo cáo điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2010 đã thông qua; diện tích đất cho NTTS đến 2010 khoảng 18.616 ha mặt nước chuyên nuôi tôm, chưa kể nuôi kết hợp với đất lúa và trong rừng sản xuất

Năm 2007, báo cáo quy hoạch nuôi thủy sản huyện Duyên Hải đến năm 2010

và tầm nhìn đến năm 2020 được xây dựng và thông qua với diện tích tiềm năng cho nuôi tôm chuyên là 21.950 ha, tôm lúa là 1.200 ha và tôm rừng 4.050 ha Trên cơ sở

đó đã định hướng quy hoạch cho các phương án đến 2010 tôm chuyên là 14.550 17.550 ha; tôm sú rừng khoảng 3.250 ha (Phân viện QHTS Phía Nam, 2007)

ha-2.3 Các ứng dụng của GIS trong quản lý quy hoạch sử dụng đất thuỷ sản

2.3.1 Các ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch nông nghiệp và thuỷ sản trên thế giới

Trong công tác lập quy hoạch sử dụng đất, công cụ GIS đã có những đóng góp quan trọng hỗ trợ cho các nhà lập quy hoạch, một số công trình quy hoạch đã ứng dụng GIS như sau:

Ứng dụng GIS quy hoạch nông nghiệp một số khu vực của Bangladesh (Hossain, 2003): trên cơ sở các lớp thông tin về thổ nhưỡng, khí hậu thời tiết, các yêu cầu sử dụng đất của các loại hình sử dụng đất điển hình, tác giả đã sử dụng chức năng phân tích không gian, truy vấn dữ liệu thuộc tính của phần mềm AcrView để tiến hành xây dựng bản đồ thích nghi đất đai làm cơ sở cho công tác bố trí quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp

19

Ứng dụng GIS quy hoạch nông nghiệp ở Thái Lan (Karnchanasutham và ctv, 2004): nghiên cứu này đã sử dụng phần mềm SPANS để tiến hành chồng xếp (overlay) các lớp thông tin chuyên đề như thổ nhưỡng, độ pH, độ dốc, tầng dày, thành phần cơ giới, khả năng tưới để xây dựng bản đồ tiềm năng đất đai, trên cơ sở

đó xác định khả năng thích nghi cây trồng để tiến hành bố trí quy hoạch sử dụng đất

Hạn chế của nghiên cứu này chỉ xét trên các yếu tố tự nhiên, chưa xem xét đến tác động của các yếu tố về kinh tế - xã hội – môi trường

Salam (2000) đã dùng công cụ viễn thám và GIS để chỉ ra những vùng nuôi thích hợp cho tôm và cua bùn Cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng cùng với các lớp

dữ liệu về môi trường như nguồn nước, các con sông, đất, sử dụng đất, nhiệt độ nước, lượng mưa, độ mặn và pH Nghiên cứu cũng bao gồm các vấn đề về cơ sở hạ tầng như đường giao thông, đường sắt, thị trường tôm, cua và các nhà máy chế biến,

đô thị và thành phố

Nath et all (2000) nêu một số ứng dụng GIS trong nuôi trồng thủy sản thế giới như đánh giá vùng tiềm năng nuôi tôm sú ở Sinaloa, Mexico thực hiện năm

1996 đã sử dụng tích hợp kỹ thuật đánh giá đa tiêu chí (MCA) và xác định vùng đất

đa mục tiêu (MOLA), nghiên cứu này đã sử dụng phần mềm IDRISI như là phần mềm khởi đầu GIS; có 30 mươi phân cấp sử dụng gồm 6 tiêu chuẩn xem xét gồm: nguồn ô nhiễm, mật độ dân số, đặc điểm môi trường chung, hiện trạng sử dụng đất,

hạ tầng và nguồn nước Quản lý nuôi nhuyễn thể và cá có vây ở British Columbia, Canada sử dụng dựa trên 14 chỉ tiêu lý sinh học ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, sự tồn tại/sống sót để xác định vùng tiềm năng cho nuôi: nhiệt độ nước, chlorophyll a (khả năng thức ăn), thủy triều, độ dốc bờ biển, nồng độ muối, nồng độ oxy, và pH, (Nguồn: Carswell, 1998; EAO, 1998; LUCO, 1998 trích dẫn bởi Nath (2000)) Đánh giá tiềm năng nuôi thủy sản nội địa ở Châu Phi sử dụng hướng tiếp cận phân tích đa tiêu chí (MCA) xử lý chồng lớp các lớp bản đồ thích nghi riêng lẻ của các thuộc tính; yêu cầu nguồn nước, thích nghi đất đai, yếu tố đầu vào thuận lợi, tác động từ mật độ dân số, tiềm năng thị trường và những ràng buộc khác (vùng cấm,

20

sông, ao hồ, ) để đánh giá vùng thích nghi cho nuôi thủy sản trong vùng nội địa ở Châu Phi (Nguồn: Aguilar-Manjarres and Nath, 1998 trích dẫn bởi Nath et al (2000))

Nhìn chung xu hướng ứng dụng GIS trong việc hỗ trợ ra quyết định trong nuôi trồng thủy sản và các ngành khác sẽ phát triển mạnh mẽ với sự hỗ trợ nhiều kỹ thuật phân tích hiện đại và kỹ thuật công nghệ thông tin

2.3.2 Ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch nuôi thuỷ sản ở Việt Nam

Cùng với xu thế phát triển và hội nhập, việc ứng dụng GIS đã xâm nhập vào Việt Nam, trong thập niên 80, đã có nhiều nơi nghiên cứu phần mềm GIS chuyên dùng hoặc ứng dụng các phần mềm GIS như: Viện thông tin tư liệu địa chất, Viện quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, Viện Địa lý, Viện Vật lý, …

Trong lĩnh vực quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên, việc ứng dụng công nghệ thông tin khá phổ biến, các chức năng phân tích, xử lý, mô hình hoá dữ liệu không gian đang được sử dụng ngày càng hiệu quả hơn

Kỹ thuật GIS được phổ biến ở Việt Nam trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, do vậy ứng dụng GIS trong các lĩnh vực nghiên cứu và quản lý tài nguyên tự nhiên đặc biệt là trong đánh giá đất đai thích nghi cho cây trồng và vùng nuôi thủy sản còn hạn chế Ứng dụng đầu tiên của GIS được FAO thực hiện năm 1990 nhằm xây dựng Bản đồ phân vùng sinh thái đồng bằng sông Hồng, tỷ lệ 1/250.000 (Phân viện QHTKNN, 2005)

Đến nay, công nghệ GIS đang được bắt đầu ứng dụng trên nhiều lĩnh vực trong đó có thủy sản FAO đã ghi nhận tầm quan trọng của GIS, là phương tiện khuyến khích dùng trong NTTS, quản lý và quy hoạch nghề cá (Graaf và ctv, 2003)

Phân viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp (2005) xây dựng bản đồ thích nghi NTTS vùng ĐBSCL, tỷ lệ 1/250.000 cũng ứng dụng công nghệ GIS chồng xếp các loại bản đồ chuyên đề để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai và hệ thống bản đồ đánh giá khả năng thích nghi các yếu tố tự nhiên (mức độ phèn của đất, sa cấu tầng đất mặt, ngập lụt, nhiễm mặn, khả năng tưới, chế độ mưa, ) đối với các loại hình NTTS

Đào Huy Giáp (2005) đã ứng dụng GIS và ảnh viễn thám trong đánh giá phát triển nuôi trồng thủy sản ở Thái Nguyên Nghiên cứu ở huyện Đại Từ từ tháng 11/2001 đến tháng 2/2003 để đánh giá tiềm năng phát triển NTTS bởi sự kết hợp các cơ sở dữ liệu GIS về kinh tế xã hội và môi trường, tìm ra sự thay đổi sử dụng đất, và xác định vùng tiềm năng cho phát triển NTTS Các cơ sở dữ liệu và môi trường được thu từ việc sử dụng bảng hỏi trong điều tra và đánh giá các lĩnh vực Việc đánh giá mức độ thích nghi đất, sự phân loại thích nghi được thiết lập theo phân hạng của FAO về các dạng đất thích nghi cho việc xác định sử dụng Với 14 lớp được dùng chia là 4 nhóm đất sử dụng cho NTTS: (1) tiềm năng xây dựng ao nuôi (độ dốc, loại đất sử dụng, độ dày lớp đất, cao trình đất), (2) chất lượng đất (loại đất, kết cấu đất, độ pH đất), (3) Thuận lợi nguồn nước (khoảng cách đến biển, nguồn nước), và (4) hiện trạng cơ sở hạ tầng và kinh tế xã hội (mật độ dân số, khoảng cách đến các đường giao thông, khu vực chợ, và các trại giống)

Giáp và ctv (2004) đã ứng dụng GIS vào xác định vùng phát triển nuôi tôm thích hợp ở Hải Phòng Có 13 lớp bản đồ (bản đồ thuộc tính) được nhóm vào 4 nhóm sử dụng đất chính yêu cầu cho NTTS Các đặc điểm để đánh giá đất được chia thành 2 dạng: các yếu tố thích hợp và những yếu tố hạn chế khả năng phát triển (vùng rừng bảo vệ, khu bảo tồn, )

Giáp và ctv (2004), Salam (2000) đã lưu ý rằng các dữ liệu thứ cấp như chất lượng nước, chất lượng đất, các điều kiện cơ sở hạ tầng và điều kiện xã hội có thể được sử dụng để so sánh những vùng khác nhau trong vùng nghiên cứu để tìm ra những vùng nào thích hợp cho nuôi thủy sản khi được liên kết và lưu trữ vào hệ thống GIS như các dữ liệu thưộc tính

Trọng số và sự phân loại thích nghi dựa vào tầm quan trọng của các yếu tố

22

ảnh hưởng lên NTTS Sự phân loại thích nghi theo phân hạng của FAO (1977) cho các loại đất thích nghi để phù hợp với từng loại Xác định được 4 loại vị trí thích nghi cho nuôi tôm nói riêng và đối tượng NTTS nói chung là: không thích nghi, kém thích nghi, thích nghi và thích nghi cao

Hiện nay, với sự hỗ trợ tích cực của công cụ máy tính, các phần mềm GIS có thể xây dựng một hệ thống độc lập trong việc xử lý và xây dựng các lớp thông tin mới cần cho bản đồ quy hoạch, bản đồ thích nghi cây trồng thông qua các chức năng xử lý, mô hình hoá và chồng xếp

2.4 Lý thuyết về phân tích đa tiêu chuẩn

Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn là một kỹ thuật phân tích tổ hợp các tiêu chuẩn khác nhau để cho ra kết quả cuối cùng Phân tích đa tiêu chuẩn (Multi-Criteria Analysis-MCA) cung cấp cho người ra quyết định các mức độ quan trọng khác nhau của các tiêu chuẩn khác nhau Trong đánh giá sử dụng đất bền vững thường sử dụng nhiều tiêu chuẩn khác nhau để phân tích khả năng thích hợp, kỹ thuật tổ hợp các tiêu chuẩn để cho ra kết quả cuối cùng được sử dụng như là công

2.4.1 Lý thuyết về phân tích thứ bậc (AHP)

Vào những năm đầu thập niên 1970, Thomas L Saaty phát triển phương pháp ra quyết định được biết như là qui trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process – AHP ) để giúp xử lý các vấn đề ra quyết định đa tiêu chuẩn phức tạp

23

Phương pháp AHP cho phép người ra quyết định tập hợp được kiến thức của các chuyên gia về vấn đề của họ, kết hợp được các dữ liệu khách quan và chủ quan trong một khuôn khổ thứ bậc logic Trước hết là AHP cung cấp cho người ra quyết định một cách tiếp cận trực giác, theo sự phán đoán thông thường để đánh giá sự quan trọng của mỗi thành phần thông qua quá trình so sánh cặp

AHP kết hợp được cả hai mặt tư duy của con người: về định tính và định lượng Định tính qua sự sắp xếp thứ bậc; định lượng qua sự mô tả các đánh giá và

sự ưa thích qua các con số có thể dùng để mô tả nhận định của con người về các vấn

đề vô hình lẫn vật lý hữu hình, nó có thể dùng mô tả cảm xúc, trực giác đánh giá của con nguời

Người ta có thể dùng AHP để phân tích trước khi ra quyết định lựa chọn đối với nhiều loại hình dự án đa dạng Ví dụ, lựa chọn để xây dựng một nhà máy sản xuất xi măng tốt nhất, cần phải xác định tiềm năng nguyên vật liệu, tiềm năng thị trường tiêu thụ; tại Phần Lan, khi Quốc hội lựa chọn phương án xây dựng nhà máy điện đã dùng AHP xác định mục tiêu tổng thể, các tiêu chí chính và tiêu chí

bộ phận Vừa qua, khi góp ý cho dự án thủy điện Sơn La, một số nhà khoa học cũng sử dụng AHP để xác định mục tiêu dự án “Phúc lợi tổng thể quốc gia”, từ đó thiết kế 3 tiêu chí chính: “Kinh tế quốc gia”, “Những bất lợi”, “Rủi ro” cùng với các tiêu chí bộ phận nhằm dẫn dắt lời phản biện của mình

AHP là một tiến trình hữu dụng cho việc đánh giá một cách có hệ thống chất lượng các tiêu chí AHP tham gia để giải quyết các mâu thuẫn và phân tích phù hợp một tiến trình trong việc xác định các mối quan hệ quan trọng của một tập hợp các hoạt động hoặc tiêu chí

Ngày nay, AHP được sử dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực quản lý tài nguyên đất đai, thương mại,… AHP dựa vào 3 nguyên tắc: (i) Phân tích vấn đề ra quyết định (thiết lập thứ bậc), (ii) Đánh giá so sánh các thành phần, (iii) Tổng hợp các độ ưu tiên

2.4.1.1 Lợi ích của AHP

Phương pháp phân tích thứ bậc AHP (phân tích thứ bậc theo 9 cấp độ) rất

24

hữu dụng trong việc xác định trọng số của các yếu tố Phương pháp này giúp chúng

ta tập hợp được những kiến thức của các chuyên gia trong từng lĩnh vực để giải quyết những bài toán phức tạp Ngoài ra nó cũng đảm bảo kiểm định chính xác bằng cách tính toán chỉ số nhất quán (CR – Consistency Ratio), chỉ số nhất quán thường ≤ 10%

2.4.1.2 Các bước thực hiện giải bài toán AHP

a Phân tích

Tiến hành lựa chọn các chỉ tiêu cần nghiên cứu, phân tích và loại bỏ những chỉ tiêu kém quan trọng Mỗi chỉ tiêu chia ra một mức phù hợp, được phân tích dựa vào mức độ quan trọng của chúng Khi kết thúc quá trình sẽ lặp đi lặp lại làm cho vấn đề thay đổi để khách quan hơn Sau đó chúng được đưa vào ma trận để quản lý vấn đề theo chiều dọc lẫn chiều ngang Vì thế khi tăng thêm một số chỉ tiêu thì mức

độ quan trọng của các chỉ tiêu khác giảm đi sẽ làm cho vấn đề nghiên cứu càng chính xác hơn

c Đánh giá

Căn cứ lựa chọn, so sánh chỉ tiêu này với các chỉ tiêu khác nhằm đánh giá ảnh hưởng như thế nào đến vấn đề nghiên cứu Sử dụng AHP, đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn theo ý kiến của các chuyên gia, nhà nghiên cứu về vấn đề đó

d Lựa chọn

Sau khi đánh giá các chỉ tiêu nghiên cứu, tiến hành so sánh các tiêu chuẩn, lựa chọn và loại bỏ các chỉ tiêu ít ảnh hưởng đến vấn đề nghiên cứu sao cho phù hợp với mục tiêu đặt ra

Công ty Jiley Bean muốn chọn một vị trí mới để mở rộng sản xuất, công ty

đã sử dụng AHP nhằm giúp xác định vị trí nào thích hợp để xây dựng nhà máy mới dựa vào 4 tiêu chí: Giá trị tài sản, khoảng cách giữa các nhà cung cấp, chất lượng lao động và chi phí lao động Sau khi tính toán bằng phương pháp trọng số AHP, công ty đã đưa ra được các tiêu chí: giá trị tài sản 0,1993, khoảng cách 0,6535, cung cấp lao động 0,086, chất lượng nguồn lao động 0,0612 Như vậy đối với công ty có

ý định mở rộng sản xuất thì yếu tố quan trọng nhất cần phải được xem xét đầu tiên

đó là khoảng cách giữa các nhà cung cấp, sau đó đến giá trị tài sản (Aronoff,1991)

Phương pháp ứng dụng trọng số AHP trong đánh giá thích thích nghi đất đai trong mấy năm gần đây được ứng khá phổ biến do phương pháp này tối đa hoá được khả năng thích nghi của cây trồng (về kinh tế - xã hội, môi trường) có thể một yếu tố ít thích nghi nhưng tổng kết quả cuối cùng vẫn cao thì vẫn có thể được chọn trong quá trình sản xuất Phân tích đa tiêu chuẩn (MCA) là một kỹ thuật phân tích tổ hợp các tiêu chuẩn khác nhau nhằm cung cấp cho người ra quyết định các mức độ quan trọng khác nhau của các tiêu chuẩn khác nhau Trong đánh giá sử dụng đất bền vững thường sử dụng nhiều tiêu chuẩn khác nhau để phân tích khả năng thích hợp,

kỹ thuật tổ hợp các tiêu chuẩn khác nhau để cho ra kết quả cuối cùng được sử dụng như là công cụ hỗ trợ ra quyết định

Giáp và ctv (2004) khi nghiên cứu đánh giá phát triển nuôi thuỷ sản ở Thái Nguyên đã đưa ra trọng số cấp 1 gồm 4 yếu tố là: tiềm năng xây dựng ao nuôi, chất lượng đất, thuận lợi nguồn nước và hiện trạng kinh tế xã hội hạ tầng; trọng số cấp 2 gồm 14 yếu tố Trong đó trọng số ưu tiên của tiềm năng xây dựng ao nuôi 0,31 Sau

đó tác giả dung phương pháp trọng số để tính tổng điểm và từ đó lựa chọn đề xuất vùng nuôi trồng thuỷ sản thích hợp