Tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đô thị hóa, đang có tác động mạnh mẽ tới diện tích đất dành cho các mục đích sử dụng đất khác nhau, đặc biệt là đất sản xuất nông nghiệp [r]
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
- -
Phạm Thị Hà Nhung
XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN ĐẤT HUYỆN SÓC SƠN,
THÀNH PHỐ HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội – 2014
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
- -
Phạm Thị Hà Nhung
XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN ĐẤT HUYỆN SÓC SƠN,
THÀNH PHỐ HÀ NỘI
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301 Người hướng dẫn khoa học: PGS TSKH Nguyễn Xuân Hải
Hà Nội – 2014
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới PGS TSKH Nguyễn Xuân Hải, Chủ nhiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, ThS Nguyễn Quốc Việt, Cán bộ giảng dạy Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội và ThS Phạm Anh Hùng, Cán bộ Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ
em trong suốt quá trình thực hiện luận văn
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Môi trường, đặc biệt là các thầy cô giáo trong Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình công tác, học tập và thực hiện luận văn
Ngoài ra, em còn nhận được sự quan tâm, chia sẻ, động viên, giúp đỡ từ gia đình, bạn bè, điều đó đã tạo động lực cho em hoàn thành tất cả công việc
Em xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Phạm Thị Hà Nhung
Trang 4MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu và GIS 3
1.1.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu 3
1.1.2 Vai trò của cơ sở dữ liệu trong công tác quy hoạch, sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất 4
1.1.3 Tổng quan về GIS 5
1.2 Tổng quan về xây dựng và ứng dụng cơ sở dữ liệu trong quản lý, bảo vệ và quy hoạch sử dụng đất 9
1.2.1 Trên thế giới 9
1.2.2 Ở Việt Nam 12
1.2.3 Nghiên cứu ứng dụng GIS trong phát triển nông nghiệp bền vững 15
1.2.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS trong sử dụng và quản lý tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 16
CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1 Mục tiêu 17
2.2 Nội dung nghiên cứu 17
2.2.1 Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 17
2.2.2 Nghiên cứu xây dựng và quản lý bộ cơ sở dữ liệu GIS phục vụ quy hoạch sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 17
2.2.3 Nghiên cứu đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên đất nông nghiệp huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 18
2.3 Phương pháp nghiên cứu 18
2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 18
2.3.2 Phương pháp xây dựng và phát triển ứng dụng của cơ sở dữ liệu 18
2.3.3 Phần mềm sử dụng 19
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22
3.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội tác động đến sử dụng đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 22
3.1.1 Điều kiện tự nhiên 22
3.1.2 Đặc điểm tài nguyên đất 24
Trang 53.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 31
3.2 Hiện trạng sử dụng đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 33
3.2.1 Hiện trạng sử dụng đất 33
3.2.2 Yêu cầu sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất 37
3.3 Mô hình cấu trúc dữ liệu 38
3.3.1.Tổ chức cơ sở dữ liệu 38
3.3.2 Mô hình cấu trúc dữ liệu 39
3.4 Xây dựng và chuẩn hóa cơ sở dữ liệu 40
3.4.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 40
3.4.2 Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu 46
3.4.3 Đặc tính đồ họa của các lớp dữ liệu 51
3.4.4 Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu 52
3.5 Sử dụng và quản lý cơ sở dữ liệu 56
3.5.1 Thực hiện các chức năng cơ bản trong phần mềm GIS với bộ cơ sở dữ liệu 56
3.5.2 Truy vấn dữ liệu 57
3.6 Khả năng ứng dụng và phát triển cơ sở dữ liệu 60
3.6.1 Khả năng ứng dụng của cơ sở dữ liệu 60
3.6.2 Phát triển cơ sở dữ liệu với WebGIS 61
3.7 Đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội 63
3.7.1 Giải pháp về chính sách 63
3.7.2 Giải pháp về nguồn nhân lực và vốn đầu tư 64
3.7.3 Giải pháp cải tạo đất và bảo vệ môi trường 64
3.7.4 Giải pháp về khoa học công nghệ 65
3.7.5 Giải pháp về tổ chức thực hiện 65
3.8 Định hướng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý tài nguyên đất đai 65
KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68
Trang 6DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
CNTT: Công nghệ thông tin
CNVT: Công nghệ viễn thám
CSDL: Cơ sở dữ liệu
DTTN: Diện tích tự nhiên
ESRI: Viện nghiên cứu môi trường Mỹ (Environmental System Research Institute) FAO: Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (Food and Agriculture Organization of the United Nations)
HTTTĐL - GIS: Hệ thống thông tin địa lý - Geographical Information System
HTSDĐ: Hiện trạng sử dụng đất
KTXH: Kinh tế - xã hội
QH&TKNN: Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp
SXNN: Sản xuất nông nghiệp
STNN: Sinh thái nông nghiệp
TN&MT: Tài nguyên và Môi trường
UBND: Ủy ban nhân dân
Trang 7DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Diện tích các loại đất của huyện Sóc Sơn 25
Bảng 2: Hiện trạng sử dụng đất huyện Sóc Sơn 34
Bảng 3: Nhóm đất theo phân cấp chỉ tiêu tự nhiên 41
Bảng 4: Yêu cầu sử dụng đất của các loại hình sử dụng đất chính 42
Bảng 5: Diện tích các kiểu thích nghi đất đai 43
Bảng 6: Diện tích đất ở các mức độ thích nghi đất đai 43
Bảng 7: Dữ liệu thuộc tính theo đơn vị hành chính cấp huyện 47
Bảng 8: Chuẩn hóa lớp thông tin về thổ nhưỡng 48
Bảng 9: Chuẩn hóa lớp thông tin về hiện trạng sử dụng đất 48
Bảng 10: Chuẩn hóa lớp thông tin về thích nghi đất đai 49
Bảng 11: Chuẩn hóa lớp thông tin địa hình 49
Bảng 12: Chuẩn hóa lớp thông tin thủy văn 50
Bảng 13: Chuẩn hóa lớp thông tin khoáng sản 50
Bảng 14: Đặc tính đồ họa của các lớp dữ liệu 51
Trang 8DANH MỤC HÌNH
Hình 1 Các hợp phần của GIS theo quan niệm của ESRI – 2000 6
Hình 2: Bản đồ đất huyện Sóc Sơn 28
Hình 3: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Hà Nội 36
Hình 4: Mô hình tổ chức dữ liệu 39
Hình 5: Bản đồ thích nghi đất đai huyện Sóc Sơn 45
Hình 6: Cơ sở dữ liệu tài nguyên đất huyện Sóc Sơn 52
Hình 7: Cơ sở dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất huyện Sóc Sơn 52
Hình 8: Cơ sở dữ liệu về thích nghi đất đai cho một số loại sử dụng đất 53
Hình 9: Cơ sở dữ liệu về giao thông 53
Hình 10: Cơ sở dữ liệu về thủy văn 54
Hình 11: Cơ sở dữ liệu về địa hình 54
Hình 12: Cơ sở dữ liệu về địa chất khoáng sản 55
Hình 13: Cơ sở dữ liệu về thảm thực vật 55
Hình 14: Kết quả truy vấn trên một trường dữ liệu 58
Hình 15: Kết quả truy vấn trên nhiều trường dữ liệu 59
Hình 16: Kết quả truy vấn theo gộp nhóm đối tượng 60
Hình 17: Kết nối cơ sở dữ liệu với phần mềm ArcMap thông qua PostGIS 61
Hình 18: Cấu trúc dữ liệu của GeoServer 62
Hình 19: Giao diện phần mềm GeoServer 62
Hình 20: Dữ liệu được xây dựng trên trang WebGIS 63
Trang 91
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất là nguồn tài nguyên vô giá mà thiên nhiên ban tặng cho chúng ta, địa bàn cho mọi hoạt động sống của con người và sinh vật, đồng thời là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế Việc sử dụng hợp lý và hiệu quả nguồn tài nguyên này không chỉ đem lại lợi ích về kinh tế mà còn đảm bảo cho sự ổn định về chính trị, xã hội và đặc biệt là tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển bền vững trong tương lai
Tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đô thị hóa, đang có tác động mạnh
mẽ tới diện tích đất dành cho các mục đích sử dụng đất khác nhau, đặc biệt là đất sản xuất nông nghiệp về cả số lượng và chất lượng Đất đai thường xuyên biến có động mạnh trong khi thông tin về tài nguyên đất và các thông tin bổ trợ liên ngành vẫn còn rất hạn chế Thực tế cho thấy, công tác quản lý thông tin, tư liệu bằng phương pháp truyền thống dựa trên hồ sơ, sổ sách và bản đồ giấy, hay quản lý cơ sở dữ liệu thiếu tính hệ thống, thiếu tính đồng bộ, khó có thể đáp ứng được nhu cầu cập nhật, tra cứu, khai thác thông tin Chính vì vậy, vấn đề đặt ra là cần có một công cụ mới có khả năng cung cấp thông tin kịp thời, chính xác phục vụ cho công tác quản lý, đánh giá, quy hoạch và bảo vệ đất đai bền vững Trong các ứng dụng công nghệ hiện nay thì công nghệ viễn thám và GIS (Geographical information system - Hệ thống thông tin địa lý)
có thể đáp ứng được yêu cầu này, với khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là hỗ trợ quy hoạch, chồng ghép bản đồ, tích hợp thông tin liên ngành, quản lý thông tin tài nguyên thiên nhiên…
Việc thành lập bộ cơ sở dữ liệu dựa trên công nghệ GIS có ưu điểm về chức năng quản lý thông tin không gian và thuộc tính gắn liền với đối tượng Thông tin được chuẩn hóa, các công cụ tìm kiếm, phân tích, truy vấn… phục vụ rất hữu ích trong công tác quản lý đất đai, mà thực hiện theo phương pháp truyền thống khó có thể thực hiện được
Sóc Sơn là huyện ngoại thành, nằm ở phía Bắc của Thủ đô Hà Nội, có diện tích
tự nhiên 30.651,30 ha Địa hình đa dạng bao gồm đồng bằng ven sông, đồi gò thấp và núi cao Là một trong những vùng có tiềm năng trong phát triển kinh tế - xã hội và hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn Trong những năm gần đây, Sóc Sơn đang từng bước xây dựng nông thôn mới với nhiều hạng mục công trình được xây dựng Đây là
lý do mà diện tích sử dụng đất của cả huyện có sự xáo trộn mạnh, đặc biệt là đất sản xuất nông nghiệp ngày càng thu hẹp, chất lượng đất bị suy giảm
Theo quy hoạch phát triển đến năm 2020 thì huyện Sóc Sơn ngoài việc đảm bảo
về sản xuất lúa, còn là vùng sản xuất rau an toàn, hoa cây cảnh chất lượng cao phục vụ cho các đô thị, khu công nghiệp, đảm bảo môi trường sinh thái đô thị Ngoài ra, mục
Trang 102
tiêu về xây dựng khu công nghiệp, khu đô thị, khu dự trữ thiên nhiên… cũng có ảnh hưởng rất lớn tới tài nguyên đất của huyện Chính vì vậy, đất dành cho sản xuất nông nghiệp nói riêng và đất đai nói chung ở huyện Sóc Sơn cần được đặc biệt quan tâm
Đề tài, “Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất
và bảo vệ tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội”, với mục tiêu xây dựng
bộ cơ sở dữ liệu GIS về đất đai và các thông tin liên ngành bổ trợ khác theo hệ tọa độ quốc gia VN2000 có tính tổng hợp, hệ thống, dễ quản lý, cập nhật, khai thác và sử dụng, đáp ứng được yêu cầu sử dụng, bảo vệ đất nông nghiệp nói riêng và tài nguyên đất nói chung, sẽ là bước đi mở đầu cho việc tăng cường năng lực quản lý, bảo vệ, đánh giá phân hạng đất đai và quy hoạch sử dụng đất một cách hệ thống
Trang 1168
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1 Nguyễn Tuấn Anh, Nguyễn Việt Anh và nnk (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng của
quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa đến chất lượng, số lượng đất nông nghiệp
và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng đất ở một số tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, Viện quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp
2 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2009), Cẩm nang sử dụng đất nông
nghiệp, Tập 1 - Đại cương về đất, phân loại và lập bản đồ đất, NXB Khoa học và
Kỹ thuật
3 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2009), Cẩm nang sử dụng đất nông
nghiệp, Tập 2 - Phân hạng đánh giá đất đai, NXB Khoa học và Kỹ thuật
4 Bộ Nông nghiệp & PTNT Tiêu chuẩn ngành, số 10 TCN343-98 Quy trình đánh
giá đất đai phục vụ nông nghiệp NXB Nông Nghiệp, Hà Nội, 1999
5 Vũ Năng Dũng, Bùi Thị Ngọc Dung và nnk (2011), Nghiên cứu đánh giá và đề
xuất sử dụng hợp lý tài nguyên đất làm cơ sở cho phát triển nông nghiệp bền vững
ở Tây Nguyên, Hà Nội
6 Đỗ Đình Đài, Bùi Thị Ngọc Dung, Nguyễn Thanh Xuân (2001), Nghiên cứu xây
dựng hệ thống thông tin về đất và sử dụng đất phát triển trên sản phẩm phong hoá của đá bazan tỉnh Lâm Đồng, Báo cáo kết quả đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ,
Hà Nội
7 Đỗ Đình Đài, Nguyễn Văn Toàn, Bùi Thị Ngọc Dung (2005), Nội dung điều tra
chỉnh lý xây dựng bản đồ đất và bản đồ thích nghi đất đai tỷ lệ 1/25.000 - 1/50.000 phục vụ chuyển đổi cây trồng cấp huyện, Tài liệu nội bộ, Viện Quy
hoạch và Thiết kế Nông nghiệp
8 Đỗ Đình Đài, Bùi Thị Ngọc Dung, Nguyễn Thành (2009), Ứng dụng công nghệ
viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá đất sản xuất nông nghiệp, phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất và bố trí lại cơ cấu cây trồng hợp lý huyện EaKar- Đăk Lăk, Đề tài nghiên cứu Khoa học giữa Viện Quy hoạch và Thiết kế
Nông nghiệp với sở Khoa học&Công nghệ tỉnh ĐăkLăk, Hà Nội
9 Hội Khoa học Đất Việt Nam (2000), Đất Việt Nam, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội
10 Hội khoa học đất Việt Nam (1999), Sổ tay điều tra phân loại đánh giá đất, NXB
Nông Nghiệp, Hà Nội
11 Nguyễn Khang (2004), Ứng dụng công nghệ thông tin để hình thành hệ thống
thông tin hiện đại phục vụ phát triển nông nghiệp và nông thôn, NXB Nông
nghiệp, Hà Nội
Trang 1269
12 Nguyễn Khang, Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Xuân Tình (2004 - 2005), Ứng
dụng công nghệ thông tin để hình thành hệ thống thông tin hiện đại phục vụ phát triển nông nghiệp và nông thôn tỉnh à Tĩnh, Đề tài nghiên cứu Khoa học giữa
Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp với sở Khoa học & Công nghệ tỉnh Hà Tĩnh
13 Nguyễn Kim Lợi, Vũ Minh Tuấn (2007), Thực hành hệ thống thông tin địa lý
(Mapinfor 9.0 + AcrView GIS 3.3a), NXB Nông nghiệp, Hà Nội
14 Võ Thị Bé Năm (2001), Ứng dụng kỹ thuật GIS và Hệ thống đánh giá đất tự động
(ALES) đánh giá khả năng thích nghi đất đai tự nhiên cho đất lúa tỉnh Sóc Trăng, ĐBSCL, Kết quả nghiên cứu Khoa học 1996 - 2001 của Viện Quy hoạch và Thiết
kế Nông nghiệp NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội
15 Lê Văn Nghinh (2006), Giáo trình Kỹ thuật viễn thám và hệ thông tin địa lý NXB
Nông nghiệp, Hà Nội
16 Phạm Thị Hà Nhung, Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn Quốc Việt, Phạm Anh Hùng (2014), “Xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu đất đai phục vụ quy hoạch sử dụng đất
và bảo vệ tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội”, Tạp chí Khoa học
Đ QG N, Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Tập 30 (số 4S), tr 124-130
17 Trần An Phong (1995), Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo quan điểm sinh thái
và phát triển lâu bề, Đề tài KT 02-09 của Viện Quy hoạch và Thiết kế nông
nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
18 Đoàn Công Quỳ (2003), Giáo trình Quy hoạch sử dụng đất, Đại học Nông nghiệp,
Hà Nội
19 Nguyễn Ngọc Thạch (2006), Bài giảng Cơ sở viễn thám, Đại học Khoa học tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
20 Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý - Geographical
information system, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
21 Nguyễn Thế Thận (2002), Cơ sở Hệ thống thông tin địa lý GIS, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội
22 Thổ nhưỡng học (1986), Tập I, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà
Nội
23 Nguyễn Công Vinh và công sự (2010), Xây dựng bản đồ mạng (Webmap) hướng
dẫn canh tác cây trồng cho nông dân dựa trên điều kiện khí hậu, địa hình và độ phì nhiêu đất trên quy mô lô thửa và tiểu vùng, Báo cáo khoa học Viện Thổ
nhưỡng Nông hóa
24 Nguyễn Quốc Việt (2007), ướng dẫn sử dụng Mapinfo Professional V7.5, Đại
học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội