Ứng dụng gis trong nghiên cứu biến động sử dụng đất phục vụ đề xuất sử dụng hợp lý đất đai huyện duy tiên tỉnh hà nam

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Do hạn chế về tài liệu, đối tượng nghiên cứu chính của luận văn là bản đồ biến động sử dụng đất đai khu vực huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam.. Phương pháp ngh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

PHẠM THỊ THU HIỀN

ỨNG DỤNG GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT PHỤC

VỤ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HỢP LÝ ĐẤT ĐAIHUYỆN DUY TIÊN-TỈNH HÀ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, những số liệu đã được sử dụng trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng cho bảo vệ học vị nào Mọi

sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn Các thông tin,

tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 10/04/2014

Tác giả

Phạm Thị Thu Hiền

MỤC LỤC

Trang bìa phụ

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các hình vẽ

Danh mục các bảng

MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

7 Cấu trúc của luận văn 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Tổng quan chung về biến động sử dụng đất 5

1.1.1Vai trò và ý nghĩa của đất đai 5

1.1.2Sử dụng đất và các nhân tố ảnh hưởng đến sử dụng đất 5

1.1.2.1 Sử dụng đất 5

1.1.2.2 Các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến việc sử dụng đất 6

1.1.3Thực trạng sử dụng đất tại Việt Nam 8

1.1.4Biến động sử dụng đất 9

1.1.4.1 Khái niệm về biến động 9

1.1.4.2 Biến động sử dụng đất 10

1.2 Quan điểm về sử dụng hợp lý đất đai 13

1.3 Hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất 13

1.3.1 Tổng quan chung về Hệ thông tin địa lý 13

1.3.1.1 Khái niệm về Hệ thông tin địa lý 13

1.3.1.2 Các thành phần trong Hệ thông tin địa lý 15

1.3.1.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong Hệ thông tin địa lý 15

1.3.2Hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất 17

1.3.3 Đặc điểm của Quy hoạch sử dụng đất đai 18

1.4 Tổng quan các công trình ứng dụng GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất 20

1.4.1 Những nghiên cứu tại Việt Nam 20

1.4.2 Những nghiên cứu trên thế giới 23

1.4.3 Những nghiên cứu trên địa bàn huyện 24

1.5 Các phương pháp nghiên cứu biến động 24

1.5.1Phương pháp thống kê, so sánh 24

1.5.2Phương pháp viễn thám 24

1.5.3 Phương pháp GIS 24

1.5.4 Phương pháp kết hợp viễn thám và GIS 25

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA HUYỆN DUY TIÊN, TỈNH HÀ NAM 26

2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Duy Tiên 26

2.1.1 Điều kiện tự nhiên, tài nguyên và cảnh quan môi trường 26

2.1.1.1 Điều kiện tự nhiên 26

2.1.1.2 Các nguồn tài nguyên 28

2.1.1.3 Thực trạng môi trường 30

2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 30

2.1.2.1 Công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp 30

2.1.2.2 Nông nghiệp 31

2.1.2.3 Thương mại – dịch vụ 32

2.1.2.4 Giáo dục 33

2.1.2.5 Cơ sở y tế, bệnh viện 33

2.1.2.6 Thư viện, Nhà văn hoá 33

2.1.2.7 Hệ thống giao thông 33

2.2 Khái quát tình hình quản lý, sử dụng đất đai trên địa bàn huyện Duy

Tiên……… 34

2.2.1Tình hình sử dụng đất đai 34

2.2.2Công tác quản lý đất đai 36

2.3 Tình hình địa giới hành chính huyện Duy Tiên trong giai đoạn 2000 – 2013 38

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ ĐỀ XUẤT ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ ĐẤT ĐAI HUYỆN DUY TIÊN, TỈNH HÀ NAM 39

3.1 Giới thiệu phần mềm GIS dùng để thành lập bản đồ biến động 39

3.2 Chuyển đổi định dạng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000, 2010 bằng ArcMap 9.3 39

3.3 Phân tích hiện trạng và cơ cấu sử dụng đất năm 2000 41

3.4 Hiện chỉnh xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2013 42

3.4.1Quy trình công nghệ 43

3.4.2 Phân tích hiện trạng và cơ cấu sử dụng đất đai năm 2013 46

3.5 Ứng dụng GIS thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 - 2013 48

3.5.1 Quy trình công nghệ thành lập bản đồ biến động sử dụng đất 48

3.5.2 Nội dung thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2013 48

3.5.2.1 Thành lập cơ sở toán học 49

3.5.2.2 Thành lập và biên tập nội dung nền cơ sở địa lý 49

3.5.2.3 Thành lập và biên tập nội dung chuyên đề 49

3.5.3 Biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2013 53

3.6 Đề xuất một số giải pháp sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên 54

3.6.1 Phương hướng sử dụng đất của huyện Duy Tiên đến năm 2020 54

3.6.1.1 Đất nông nghiệp 54

3.6.1.2 Đất phi nông nghiệp 54

3.6.2 Đánh giá tính hợp lý của sự biến động sử dụng đất đai giai đoạn

2000 – 2013 huyện Duy Tiên trong Quy hoạch chung của huyện 59

3.6.3Đề xuất phương hướng sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên 59

3.6.4 Các giải pháp thực hiện phương án đề xuất 62

KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ phân tích biến động bằng GIS 17

Hình 1.2: Ma trận biến động 18

Hình 2.1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 27

Hình 3.1: Bảng thuộc tính bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 40

Hình 3.2: Cơ cấu sử dụng đất đai huyện Duy Tiên năm 2000 42

Hình 3.3: Quy trình công nghệ hiện chỉnh xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất 2013 43

Hình 3.4: Sự thay đổi mục đích sử dụng đất sau hiện chỉnh 45

Hình 3.5: Cơ cấu sử dụng đất đai huyện Duy Tiên năm 2013 47

Hình 3.6: Quy trình công nghệ thành lập bản đồ biến động sử dụng đất 48

Hình 3.7: Hiển thị màu cho các loại mục đích sử dụng đất trong ArcMap 49

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Hiện trạng và cơ cấu sử dụng đất đai huyện Duy Tiên năm

2000 41 Bảng 3.2: H iện trạng và cơ cấu sử dụng đất đai huyện Duy Tiên năm 2013 46 Bảng 3.3: Ma trận biến động các loại đất giai đoạn 2000 - 2013 51 Bảng 3.4: So sánh diện tích các loại đất tại thời điểm nghiên cứu 53

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Luật đất đai 1993 của nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam có ghi: “Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá xã hội, an ninh quốc phòng" Như vậy, đất đai là điều kiện chung nhất đối với mọi quá trình sản xuất và hoạt động của con người nói cách khác nếu không có đất sẽ không có sản xuất cũng như không có sự tồn tại của chính con người Đất đai cố định về diện tích, không gian… là địa bàn phân bố khu dân cư, xây dựng cơ sở văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng Do vậy, để có thể sử dụng đúng, hợp lý và

có hiệu quả quỹ đất là một vấn đề vô cùng cần thiết

Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay, mức sống của người dân dần được cải thiện thì nhu cầu về nhà ở, đi lại, vui chơi giải trí… luôn là vấn đề rất được quan tâm chú trọng Trong những năm gần đây, việc khai thác sử dụng đất đai có phần hiệu quả hơn, tuy nhiên vẫn còn nhiều nơi, tình trạng sử dụng đất lãng phí, sai mục đích dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao Chính vì vậy, vấn đề phát triển quỹ đất, sử dụng đất đai như thế nào cho hợp lý, đáp ứng được các kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội cụ thể của từng địa phương đang là nhiệm vụ cấp thiết, vô cùng quan trọng và có ý nghĩa to lớn

Huyện Duy Tiên nằm ở phía Bắc tỉnh Hà Nam, huyện lỵ Hoà Mạc và thị trấn Đồng Văn, có diện tích tự nhiên là 12.100,36 ha bằng 14,06% diện tích của tỉnh, huyện có 18 đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn (năm 2013) [11] Huyện Duy Tiên nằm trong vành đai của Vùng đô thị Hà Nội, cách trung tâm Thủ đô Hà Nội khoảng 60 km, tuyến cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình, là yếu tố thuận lợi, là điều kiện quan trọng tạo lợi thế trong việc mở rộng hợp tác, giao

lưu kinh tế với các địa phương khác Đặc biệt, trong những năm gần đây trên địa bàn huyện đã và đang hình thành nhiều khu công nghiệp, và làng nghề có quy mô lớn Chính vì vậy, để đáp ứng nhu cầu đất đai cho mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh của huyện cần phải có những chính sách

và hoạch định sử dụng quỹ đất sao cho tiết kiệm, hợp lý, có hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên đất đai, bảo vệ môi trường sinh thái

Ngày nay, công nghệ GIS đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và có nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên, môi trường Trong đó ứng dụng để nghiên cứu biến động sử dụng đất là một trong những ứng dụng phổ biến của GIS

Từ thực trạng và nhu cầu thực tiễn trên, là một người con sống trên đất Duy Tiên, học viên chọn đề tài nghiên cứu:

“Ứng dụng GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất phục vụ đề xuất

sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam”

2 Mục đích nghiên cứu

Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2013 trên cơ sở ứng dụng GIS phục vụ quản lý, theo dõi sự biến động, cập nhật biến động kịp thời, đề xuất định hướng sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Do hạn chế về tài liệu, đối tượng nghiên cứu chính của luận văn là bản

đồ biến động sử dụng đất đai khu vực huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam

4 Nội dung nghiên cứu

Tổng quan về cơ sở khoa học thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trên cơ sở ứng dụng GIS phục vụ đề xuất sử dụng hợp lý đất đai

Điều tra, thu thập tài liệu, số liệu, bản đồ có liên quan phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng và biến động sử dụng đất đai khu vực nghiên cứu

Nghiên cứu các yếu tố hình thành và ảnh hưởng tới biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu

Ứng dụng GIS thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 -

2013 khu vực nghiên cứu

Phân tích, đánh giá biến động sử dụng đất

Phân tích nguyên nhân biến động sử dụng đất làm cơ sở cho việc đề xuất định hướng sử dụng hợp lý đất đai khu vực nghiên cứu

Đề xuất định hướng sử dụng hợp lý đất đai cho khu vực nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu: phương pháp này để điều tra thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các số liệu thống kê về diện tích các loại đất, các bản đồ để phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng và biến động sử dụng đất đai huyện Duy Tiên

Phương pháp thống kê, so sánh: để phân tích đưa ra kết luận, so sánh số liệu của các năm thấy được sự biến động, sự chuyển dịch cơ cấu các loại hình

sử dụng đất

Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp: từ các số liệu thống kê từ bản đồ biến động tiến hành phân tích, đánh ra đưa ra các nguyên nhân gây biến động sử dụng đất

Phương pháp thành lập bản đồ: thành lập bản đồ biến động bằng GIS từ

đó lấy cơ sở cho việc đánh giá biến động, đề xuất định hướng sử dụng hợp lý đất đai

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học: góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học đề xuất sử dụng hợp lý đất đai cấp huyện

Ý nghĩa thực tiễn: kết quả đề tài có thể làm tài liệu cho việc quản lý, quy hoạch và định hướng sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên

7 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung đề tài gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan ứng dụng GIS đánh giá biến động sử dụng đất phục vụ đề xuất định hướng sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam

Chương 2: Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội của huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam

Chương 3: Ứng dụng GIS thành lập bản đồ biến động sử dụng đất và đề xuất định hướng sử dụng hợp lý đất đai huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan chung về biến động sử dụng đất

1.1.1 Vai trò và ý nghĩa của đất đai

Đất đai có vị trí và vai trò hết sức quan trọng đối với hoạt động sản xuất cũng như cuộc sống xã hội của con người Đất đai là điều kiện vật chất của mọi sản xuất vật chất, sinh hoạt và xây dựng, là nguồn gốc mọi ngành sản xuất và mọi sự tồn tại Luật đất đai 1993 đã khẳng định đất đai là:

- Tài nguyên Quốc gia vô cùng quý giá

- Tư liệu sản xuất đặc biệt

- Thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống

- Địa bàn phân bố khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế – văn hóa –

xã hội , an ninh – quốc phòng

Tuy nhiên, vai trò của đất đai với từng ngành khác nhau cũng không giống nhau:

- Trong các ngành phi nông nghiệp: đất đai có chức năng là cơ sở không gian và vị trí để hoàn thành quá trình lao động, là kho tàng dự trữ trong lòng đất

- Trong các ngành nông – lâm nghiệp: đất là yếu tố tích cực của quá trình sản xuất, là điệu kiện vật chất, cơ sở không gian, đồng thời là đối tượng lao động và tư liệu lao động Quá trình sản xuất nông – lâm nghiệp liên quan chặt chẽ với độ phì nhiêu và quá trình sinh học tự nhiên của đất

1.1.2 Sử dụng đất và các nhân tố ảnh hưởng đến sử dụng đất

1.1.2.1 Sử dụng đất

Sử dụng đất là hệ thống các biện pháp nhằm điều hoà mối quan hệ người – đất trong tổ hợp các nguồn tài nguyên khác và môi trường căn cứ vào nhu cầu của thị trường sẽ phát triển, quyết định phương hướng chung và mục

tiêu sử dụng hợp lý nhất nguồn tài nguyên đất đai, phát huy tối đa công dụng của đất đai nhằm đạt tới hiệu quả lợi ích sinh thái, kinh tế và xã hội cao nhất

Theo quy định tại điều 11 luật đất đai 2003, việc sử dụng đất phải đảm bảo các nguyên tắc sau đây:

- Đúng quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và đúng mục đích sử dụng đất;

- Tiết kiệm, có hiệu quả, bảo vệ môi trường và không làm tổn hại đến

lợi ích chính đáng của người sử dụng đất xung quanh;

- Người sử dụng đất thực hiện các quyền, nghĩa vụ của mình trong thời hạn sử dụng đất theo quy định của luật Đất đai và các quy định khác của pháp luật có liên quan

1.1.2.2 Các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến việc sử dụng đất

a Điều kiện tự nhiên

Nhân tố tự nhiên của đất bao gồm: vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật…

Không gian mà đất đai cung cấp có đặc tính vĩnh cửu, cố định vị trí sử dụng và số lượng không thể vượt quá phạm vi, qui mô đất đai hiện có

Đất (thổ nhưỡng): yếu tố này quyết định rất lớn đến việc sử dụng đất phục vụ cho mục đích phát triển nông nghiệp, bởi vì mỗi loại cây trồng thích hợp với loại đất và chất lượng nhất định, độ phì của đất ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây

Khí hậu: ảnh hưởng trực tiếp tới sinh hoạt con người và sử dụng đất cho mục đích nông nghiệp Sự khác nhau về nhiệt độ, cường độ chiếu sáng, thời gian chiếu sáng có tác động tới quá trình phân bố cây, sự quang hợp và sinh trưởng của cây Lượng mưa nhiều hay ít rất quan trọng tới việc cung cấp nước và giữ ẩm của đất

Thủy văn: là nguồn cung cấp nước sinh hoạt, nước tưới, vừa là nơi tiêu nước khi ngập úng

Thực vật: phục vụ cho mục đích điều tiết khí hậu tiểu vùng, chống xói mòn, rửa trôi, bảo vệ đất

b Nhân tố kinh tế – xã hội

Nhân tố kinh tế – xã hội bao gồm: chế độ xã hội, dân số và lao động, mức độ phát triển của khoa học kỹ thuật, trình độ quản lý, sử dụng lao động, khả năng áp dụng các tiến bộ khoa học trong sản xuất

Nhân tố kinh tế – xã hội thường có ý nghĩa quyết định, chủ đạo đối với việc sử dụng đất đai Thực vậy, phương hướng sử dụng đất được quyết định bởi yêu cầu của xã hội và mục tiêu kinh tế trong từng thời kỳ nhất định Điều kiện tự nhiên của đất cho phép xác định khả năng thích ứng về phương thức

sử dụng đất Còn sử dụng đất như thế nào, được quyết định bởi sự năng động của con người và các điều kiện kinh tế – xã hội, kỹ thuật hiện có

Từ những vấn đề trên cho thấy, các điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh

tế – xã hội tạo ra nhiều tổ hợp ảnh hưởng tới việc sử dụng đất đai Tuy nhiên, mỗi nhân tố giữ vị trí và có tác động khác nhau Căn cứ vào yêu cầu của thị trường và của xã hội, xác định mục đích sử dụng đất, kết hợp chặt chẽ yêu cầu

sử dụng với ưu thế tài nguyên của đất đai để đạt tới cơ cấu tổng thể hợp lý nhất, với diện tích đất đai có hạn, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế, hiệu quả xã hội ngày càng cao và sử dụng đất đai được bền vững

c Nhân tố không gian

Trong thực tế, mọi ngành sản xuất đều cần đến đất đai như điều kiện không gian để hoạt động Đặc tính cung cấp không gian của đất đai là yếu tố vĩnh hằng của tự nhiên ban phát cho loài người Vì vậy, không gian trở thành một trong những nhân tố hạn chế cơ bản của việc sử dụng đất

Sự bất biến của tổng diện tích đất đai không chỉ hạn chế khả năng mở rộng không gian sử dụng mà còn chi phối giới hạn thay đổi của cơ cấu đất đai

Vì vậy, cần thực hiện nghiêm ngặt nguyên tắc sử dụng đất hợp lý, tiết kiệm có hiệu quả, kết hợp với việc bảo vệ đất và môi trường xung quanh

1.1.3 Thực trạng sử dụng đất tại Việt Nam

Theo báo cáo Tổng điều tra đất đai năm 2012 của Tổng cục thống kê, tổng diện tích các loại đất kiểm kê của cả nước là 33.095,1 nghìn ha Trong

đó, diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 26.280,5 nghìn ha; diện tích đất phi nông nghiệp là 3.740,6 nghìn ha; diện tích đất chưa sử dụng là 3.074,0 nghìn

ha [13]

Tình hình sử dụng đất của nước ta cụ thể như sau:

Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp trên cả nước: Tổng diện tích

nhóm đất sản xuất nông nghiệp của cả nước năm 2012 là 26.197,474 nghìn

ha, tăng 5.179,385 nghìn ha (gấp 1,25 lần) so với năm 2000 Trong đó, lượng tăng chủ yếu ở loại đất lâm nghiệp (tăng 3.673,998 nghìn ha) và loại đất sản xuất nông nghiệp (tăng 1.140,393 nghìn ha)

Hiện trạng và biến động đất phi nông nghiệp: Diện tích đất phi nông

nghiệp trên cả nước có mức tăng trưởng tương đối nhanh và tuyến tính trong vòng một thập niên qua Trung bình mỗi năm, diện tích đất phi nông nghiệp tăng thêm khoảng 82 nghìn ha và tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm ở mức xấp xỉ 29%

Tổng diện tích nhóm đất chuyên dùng gia tăng mạnh nhất trong giai đoạn

2005 – 2012 tăng 722 ,277 nghìn ha; tiếp theo là diện tích đất ở tăng 237,3 nghìn ha; đất nghĩa trang tăng 7,2 nghìn ha; đặc biệt là nhóm đất sông suối và mặt nước chuyên dùng giảm mạnh xuống chỉ còn khoảng trên 1 triệu ha vào năm 2012 Đất tôn giáo, tín ngưỡng cũng có sự gia tăng đáng kể, tăng trên 1,8 nghìn ha sau 7 năm

Hiện trạng và biến động nhóm đất chưa sử dụng: Thực tế, diện tích đất

chưa sử dụng đã giảm nhanh, mạnh và đáng kể sau một thập niên Năm 2000,

diện tích đất chưa sử dụng chiếm tới 30,5% trong tổng cơ cấu đất đai, thì năm

2005 chỉ còn 15,3%, đến năm 2012 con số này là dưới 10% Những con số này cho thấy, quỹ đất đai chưa sử dụng không còn nhiều Ngay cả những cánh rừng nguyên sinh cũng đã bị tàn phá nhiều để phục vụ cho các mục đích mưu sinh của con người

1.1.4 Biến động sử dụng đất

1.1.4.1 Khái niệm về biến động

Biến động là sự biến đổi thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một trạng thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng như môi trường xã hội

Phát hiện biến động là quá trình nhận dạng sự biến đổi, sự khác biệt về trạng thái của sự vật, hiện tượng bằng cách quan sát chúng tại các thời điểm khác nhau

Trong lĩnh vực khoa học Trái đất, biến động thể hiện ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau:

- Biến động khí hậu

- Biến động địa hình trên đất liền và biến động đáy sông, biển

- Biến động tài nguyên rừng

- Biến động sử dụng đất đai

- Biến động tài nguyên đất

- Biến động tài nguyên nước

- Biến động chất lượng môi trường

- Biến động bờ sông, biển

- Biến động mùa màng trong nông nghiệp

- Biến động các hệ sinh thái

- Biến động đất ở nông thôn và thành thị

- Biến động mạng lưới giao thông

- Biến động hệ thống kênh mương

- Biến động các loại hình tai biến: cháy rừng, sâu bệnh, ngập lụt, trượt lở…

- Biến động môi trường biển…

Có thể phân loại biến động thành 3 dạng chính: biến động về lượng, biến động về chất, biến động cả về chất và lượng

Phát hiện và theo dõi sự biến động là công việc cần thiết và được triển khai cùng với sự phát triển của các lĩnh vực khoa học khác nhau Trong khoa học về Trái đất, sự thay đổi phải được xác định cùng với tọa độ không gian, nghĩa là sự thay đổi đó phải được bản đồ hóa và theo không gian 3 chiều Ví như:

- Biến động về lượng: sự mở rộng hoặc thu hẹp của đất rừng, đất nông nghiệp, mặt nước…

- Biến động về chất: sự phát triển của cây lúa, rừng trồng, chất lượng của nước…trên đúng diện tích của các loại hình đó

- Biến động cả về lượng và chất: sự biến động trong sử dụng đất đai Trong cùng một thời gian có sự mở rộng hoặc thu hẹp của một loại hình sử dụng đất và chuyển đổi mục đích sử dụng của một loại hình sử dụng đất

1.1.4.2 Biến động sử dụng đất

Biến động sử dụng đất: là loại biến động cả về chất và về lượng Nghĩa

là có sự biến động cả bên trong lẫn bên ngoài Ở cùng một khoảng thời gian, một loại đất có thể thay đổi diện tích sử dụng và chuyển đổi từ loại đất này sang loại đất khác tùy theo mục tiêu phát triển kinh tế của từng địa phương, từng vùng

Một phương pháp hữu hiệu nhất để thể hiện sự biến động sử dụng đất

là thể hiện kết quả đó qua việc thành lập bản đồ BĐSDĐ Vậy bản đồ BĐSDĐ là gì? Trước hết cần tìm hiểu một số những khái niệm cơ bản sau:

- Đất nông nghiệp: là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng; bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác [3]

+ Trong đất nông nghiệp, đất trồng cây hàng năm chiếm tỷ trọng lớn nhất Đó là những loại cây trồng mà thời gian trồng và thu hoạch cơ bản kết thúc trong một năm Ở đồng bằng, cây hàng năm chủ yếu là lúa và hoa màu, ở miền núi chủ yếu là lúa nương, ngô, sắn…[3]

+ Đất trồng cây lâu năm là đất trồng cây một lần nhưng cho sản phẩm trong nhiều năm Loại đất này gồm đất trồng cây công nghiệp lâu năm như: chè, cà phê, cao su…; đất trồng cây ăn quả như: xoài, nhãn, vải…và đất trồng cây hàng năm khác [2]

+ Đất lâm nghiệp bao gồm diện tích rừng tự nhiên, rừng trồng, đất các trại thực nghiệm lâm sinh và diện tích gieo ươm các giống cây lâm nghiệp [2]

+ Đất nuôi trồng thuỷ sản: là đất được sử dụng chuyên cho mục đích nuôi, trồng thuỷ sản, bao gồm đất nuôi trồng nước lợ, mặn và đất chuyên nuôi

- Đất phi nông nghiệp: là đất được sử dụng không thuộc nhóm đất nông nghiệp; bao gồm đất ở, đất chuyên dùng, đất tôn giáo, tín ngưỡng, đất nghĩa trang, nghĩa địa, đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng, đất phi nông nghiệp khác [3]

+ Đất ở: là đất để xây dựng nhà ở, xây dựng các công trình phục vụ cho đời sống; đất vườn, ao gắn liền với nhà ở trong cùng một thửa đất thuộc khu dân cư (kể cả trường hợp vườn, ao gắn liền với nhà ở riêng lẻ) đã được công nhận là đất ở; bao gồm đất ở tại nông thôn và đất ở tại đô thị [3]

+ Đất chuyên dùng: là đất dùng để xây dựng trụ sở cơ quan, công trình

sự nghiệp; đất quốc phòng – an ninh; đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp; đất dùng cho mục đích công cộng khác [3]

+ Đất tôn giáo, tín ngưỡng: là đất do cơ sở tôn giáo sử dụng và đất có

cơ sở tín ngưỡng dân gian [3]

+ Đất nghĩa trang, nghĩa địa: là đất để làm nơi mai táng tập trung

+ Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng: là đất có mặt nước không sử dụng chuyên vào các mục đích nuôi trồng thủy sản, thuỷ điện, thuỷ lợi Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng bao gồm: đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối

và đất có mặt nước chuyên dùng [3]

- Nhóm đất chưa sử dụng: là đất chưa xác định mục đích sử dụng; bao gồm đất bằng chưa sử dụng, đất đồi núi chưa sử dụng, núi đá không có rừng cây

+ Đất bằng chưa sử dụng: là đất bằng phẳng ở đồng bằng, thung lũng, cao nguyên chưa sử dụng [3]

+ Đất đồi núi chưa sử dụng: là đất chưa sử dụng trên vùng đồi, núi + Núi đá không có rừng cây: là đất chưa sử dụng ở dạng núi đá, trên đó không có rừng cây

Bản đồ biến động sử dụng đất ngoài các yếu tố, nội dung cơ bản của bản đồ chuyên đề như: địa hình, địa vật, giao thông, thủy văn…còn phải thể

hiện được sự biến động các loại đất theo không gian và thời gian Diện tích biến động được thể hiện rõ ràng trên bản đồ biến động, chỉ ra được vùng nào biến động và biến động từ loại đất nào sang nào đất nào Bản đồ BĐSDĐ có thể được kết hợp với nhiều nguồn tham chiếu khác nhau để phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau

Về cơ bản, bản đồ BĐSDĐ được thành lập trên cơ sở hai bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm nghiên cứu Vì vậy độ chính xác của bản

đồ BĐSDĐ phụ thuộc vào độ chính xác của bản đồ hiện trạng sử dụng đất

1.2 Quan điểm về sử dụng hợp lý đất đai

Sử dụng hợp lý đất đai là sử dụng phù hợp với lợi ích của nền kinh tế trong tổng thể, đạt hiệu quả nhất đối với mục đích đặt ra trong khi vẫn đảm bảo tác động thuận với môi trường xung quanh và bảo vệ một cách hữu hiệu đất đai trong quá trình khai thác sử dụng

Do quỹ đất hạn chế trong khi đó nhu cầu sử dụng đất cho phát triển kinh tế và các nhu cầu xã hội của con người ngày càng tăng nên vấn đề giải quyết mối quan hệ giữa bảo vệ môi trường và các mục đích kinh tế, xã hội là vấn đề mang tính mâu thuẫn, xung đột Chính vì vậy cần phải tìm ra phương

án sử dụng hợp lý đảm bảo hài hòa cả 3 lợi ích: kinh tế, xã hội và môi trường

Về kinh tế phải hiệu quả, đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế Về xã hội phải giải quyết được việc làm, nâng cao đời sống người dân Về môi trường phải ngăn chặn được ô nhiễm môi trường hướng tới bền vững môi trường sinh thái

1.3 Hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất

1.3.1 Tổng quan chung về Hệ thông tin địa lý

1.3.1.1 Khái niệm về Hệ thông tin địa lý

Hệ thông tin địa lý (HTTĐL) - Geographycal Information System (GIS) là hệ thống quản lý thông tin không gian địa lý được phát triển dựa trên

cơ sở công nghệ máy tính và tin học với mục đích lưu trữ, hợp nhất, mô hình hoá, phân tích, dự báo và trình bày được nhiều dạng dữ liệu

Hiện nay, có rất nhiều định nghĩa về HTTĐL được sử dụng Viện nghiên cứu Hệ thống Môi trường ESRI của Mỹ định nghĩa: “Hệ thông tin địa

lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất”; hoặc “Hệ thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị không gian” (theo National Center for Geographic Information and Analysis, 1988);…

Chúng ta có thể định nghĩa Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, biểu diễn dữ liệu địa

lý phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý trên, trong và ngoài bề mặt trái đất hoặc được định nghĩa như là một hệ thống thông tin với khả năng truy nhập, tìm kiếm, xử lý, phân tích và truy xuất dữ liệu địa lý nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên

nhiên và môi trường

Từ đó ta thấy rằng, hệ thông tin địa lý có các chức năng cơ bản là:

- Thu nhập và xử lý dữ liệu

- Quản lý và xây dựng cơ sở dữ liệu

- Các phân tích không gian

- Truy xuất dữ liệu dưới dạng đồ hoạ hoặc các thể loại văn bản khác

Hệ thông tin địa lý là một khoa học liên ngành, nó liên quan đến rất nhiều chuyên ngành khoa học kỹ thuật như: địa lý học, bản đồ học, viễn thám,

đo ảnh, trắc địa, thống kê, tin học, kỹ thuật máy tính, toán học

1.3.1.2 Các thành phần trong Hệ thông tin địa lý

Hệ thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm 5 thành phần cơ bản là: hệ thống phần cứng, hệ thống phần mềm, hệ cơ sở dữ liệu, tri thức con người và phương thức tổ chức thực hiện (phương pháp phân tích), hệ thống này được liên kết chặt chẽ

1.3.1.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong Hệ thông tin địa lý

a Cơ sở dữ liệu không gian

Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu có chứa trong nó những thông tin về định vị của đối tượng Nó là những dữ liệu phản ánh, thể hiện những đối tượng có kích thước vật lí nhất định, nếu là cơ sở dữ liệu không gian địa lý thì đó là những dữ liệu phản ánh đối tượng có trên bề mặt hoặc ở trong vỏ quả đất

Từ góc độ công nghệ thông tin địa lý, đó là những yếu tố không gian địa lý được phản ánh trên bản đồ bằng kiểu cấu trúc dữ liệu nhất định Tuy nhiên cơ sở dữ liệu không gian không đơn thuần là sự mô tả địa chỉ của một khu dân cư mà chúng ta nên hiểu rằng khu dân cư đó chính là một cơ sở dữ liệu không gian Dữ liệu không gian có ba dạng cơ bản là: điểm, đường và vùng Các đối tượng dạng đất cảnh quan như hồ nước, ranh giới thảm thực vật là cơ sở dữ liệu không gian vùng; sông, đường giao thông là cơ sở dữ liệu dạng đường; điểm mốc trắc địa, điểm giếng khoan là cơ sở dữ liệu dạng điểm

Tất cả các đối tượng trên bề mặt quả đất đều có thể gộp vào ba dạng cơ bản trên bởi vì công nghệ Hệ thông tin địa lý là công nghệ tin học và máy tính không hiểu được các khái niệm giếng khoan, sông là gì nhưng nó có thể hiểu được định nghĩa về điểm, đường, vùng Các yếu tố cơ bản nêu trên thường được gắn với lời chú giải hoặc kí hiệu Ví dụ: bãi bùn cát, vùng cây ngập nước được thể hiện bằng vùng bao phủ tập hợp toạ độ cùng với kí hiệu qui định Các chú giải này có thể là tên, là kí hiệu thực tế hoặc số qui ước hay

kí hiệu đặc biệt

b Cơ sở dữ liệu thuộc tính

Cơ sở dữ liệu thuộc tính (hay còn gọi là dữ liệu phi không gian) là cơ

sở dữ liệu phản ánh tính chất của các đối tượng khác nhau Ví dụ, các thông tin về chủ đất, chất lượng đất, loại đất là những dữ liệu thuộc tính

Dữ liệu thuộc tính bao gồm dữ liệu thuộc tính định tính và dữ liệu thuộc tính định lượng, thường được cấu trúc theo dạng bảng gồm các hàng, cột Mỗi hàng bao gồm nhiều loại thông tin về một đối tượng nào đó như tên, diện tích Mỗi loại thông tin khác nhau này gọi là một trường, mỗi trường được sắp xếp tương ứng với một cột Việc sắp xếp dữ liệu phi không gian thành bảng gồm các hàng các cột như trên rất thuận lợi cho quá trình tìm kiếm, cập nhật, sắp xếp dữ liệu phi không gian

Ngoài những đặc điểm như đã nêu trên, dữ liệu phi không gian có thể bao gồm các hình thức trình bày chuẩn của mỗi yếu tố (màu sắc, lực nét, kiểu đường ) nhằm giúp cho các quá trình sử dụng các kí hiệu và dụng cụ vẽ được thuận tiện Điều này đặc biệt có lợi để biểu thị dữ liệu đồ hoạ một cách hiệu quả và nhanh chóng

Dữ liệu thuộc tính có thể được nhập vào trực tiếp từ các bảng dữ liệu, các tệp văn bản hoặc thu nhận từ các phần mềm khác nhau

c Mối liên kết dữ liệu

Cùng với dữ liệu không gian, các dữ liệu thuộc tính của cùng yếu tố cũng được lưu trữ và liên kết với dữ liệu không gian của chính đối tượng đó

Mối liên kết dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian có thể được thực hiện bằng cách đặt dữ liệu thuộc tính vào đúng vị trí của dữ liệu không gian Cách thứ hai để thực hiện mối liên kết này là sắp xếp các dữ liệu không gian

và dữ liệu thuộc tính theo cùng một trình tự, sau đó gán mã duy nhất cho cả hai loại dữ liệu

Mối liên kết dữ liệu phản ánh mối quan hệ mật thiết giữa hai loại thông tin Mối liên kết đảm bảo cho mỗi đối tượng bản đồ đều được gắn liền với các thông tin thuộc tính, phản ánh đúng hiện trạng và các điểm riêng biệt của đối

tượng Đồng thời qua đó người sử dụng dễ dàng tra cứu, tìm kiếm và chọn lọc các đối tượng theo yêu cầu thông qua bộ xác định hay chỉ số (Index) Sự liên kết giữa các thành phần dữ liệu không gian và thuộc tính được thể hiện theo

1.3.2 Hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất

Để nghiên cứu biến động sử dụng đất, người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau: từ số liệu thống kê, từ các cuộc điều tra nông nghiệp Các phương pháp này mặc dù có ưu điểm là độ chính xác cao nhưng không thể hiện được sự thay đổi mục đích sử dụng loại đất và diễn ra ở khu vực nào Nhưng lại khác đối với GIS, dữ liệu nghiên cứu biến động của GIS là bản đồ

sử dụng đất, bằng các chức năng của mình, GIS phát hiện biến động theo mọi chiều hướng phát triển của các loại đất theo thời gian

Hình 1.1: Sơ đồ phân tích biến động bằng GIS

Biến động trong sử dụng đất thường là biến động theo chiều ngang (cả

về chất và về lượng): trên bản đồ biến động, có những loại đất không biến động và những loại đất biến động Kết quả của việc phân tích biến động thu

Vector

Biến động giai đoạn 1 và 2

Bản đồ biến động (Raster hoặc vector)

Thống kê Biểu đồ

được ma trận biến động Ma trận biến động thể hiện các hình thức và quy mô không gian của sự biến động

T2

Lớp 1 Lớp 1 – 1 Lớp 1 – 2 Lớp 1 – 3 Lớp 1 – 4 Lớp 2 Lớp 2 – 1 Lớp 2 – 2 Lớp 2 – 3 Lớp 2 – 4 Lớp 3 Lớp 3 – 1 Lớp 3 – 2 Lớp 3 – 3 Lớp 3 – 4 Lớp 4 Lớp 4 – 1 Lớp 4 – 2 Lớp 4 – 3 Lớp 4 – 4

Hình 1.2: Ma trận biến động

Trên ma trận, các đơn vị nằm ở đường chéo là những đơn vị không biến động, còn ở hai phía đường chéo là các đơn vị biến động với tính chất khác nhau, ví dụ lớp 1 – 2 là biến động từ 1 thành 2 Đối với các phần mềm GIS, kèm theo tính chất các đơn vị biến động là có cả diện tích (hoặc số lượng pixel – từ đó có thể tính ra diện tích) Tổng số pixel của hàng dọc và hàng ngang là không đổi – chính là tổng diện tích của khu vực

1.3.3 Đặc điểm của Quy hoạch sử dụng đất đai

Quy hoạch sử dụng đất đai thuộc loại quy hoạch có tính lịch sử – xã hội, tính khống chế vĩ mô, tính chỉ đạo, tính tổng hợp trung và dài hạn, là bộ phận hợp thành quan trọng của hệ thống kế hoạch phát triển xã hội và kinh tế quốc dân Các đặc điểm của Quy hoạch sử dụng đất đai được thể hiện như sau:

a Tính lịch sử – xã hội

Lịch sử phát triển của xã hội chính là lịch sử phát triển của Quy hoạch

sử dụng đất đai Mỗi hình thái kinh tế – xã hội đều có một phương thức sản xuất của xã hội thể hiện theo 2 mặt lực lượng sản xuất và quan hệ sản xuất Trong Quy hoạch sử dụng đất đai, luôn nảy sinh quan hệ giữa người với đất đai – là sức tự nhiên, cũng như quan hệ giữa người với người Quy hoạch sử dụng đất đai thể hiện đồng thời là yếu tố thúc đẩy phát triển lực lượng sản xuất, vừa là yếu tố thúc đẩy các mối quan hệ xã hội, vì vậy nó luôn là một bộ phận của phương thức sản xuất của xã hội

b Tính tổng hợp

Tính tổng hợp của Quy hoạch sử dụng đất đai biểu hiện chủ yếu ở hai mặt: đối tượng của quy hoạch là khai thác, sử dụng, cải tạo, bảo vệ toàn bộ tài nguyên đất đai cho nhu cầu của toàn bộ nền kinh tế quốc dân Quy hoạch

sử dụng đất đai đề cập đến nhiều lĩnh vực về khoa học, kinh tế và xã hội như: khoa học tự nhiên, khoa học xã hội, dân số và đất đai, sản xuất nông, công nghiệp, môi trường sinh thái

c Tính dài hạn

Căn cứ vào các dự báo xu thế biến động dài hạn của những yếu tố kinh

tế xã hội quan trọng (như sự thay đổi về nhân khẩu, tiến bộ kỹ thuật, đô thị hóa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp ) từ đó xác định quy hoạch chung và dài hạn về sử dụng đất đai, đề ra các phương hướng, chính sách và biện pháp có tính chiến lược, tạo căn cứ khoa học cho việc xây dựng kế hoạch

sử dụng đất hàng năm và ngắn hạn

Quy hoạch dài hạn nhằm đáp ứng nhu cầu đất để phát triển lâu dài kinh

tế – xã hội Cơ cấu và phương hướng sử dụng đất được điều chỉnh từng bước trong thời gian dài (cùng với quá trình phát triển dài hạn kinh tế – xã hội) cho đến khi đạt được mục tiêu dự kiến Thời hạn (xác định phương hướng, chính

sách và biện pháp sử dụng đất để phát triển kinh tế và hoạt động xã hội) của Quy hoạch sử dụng đất đai thường là 10 năm

d Tính chiến lược và chỉ đạo vĩ mô

Với đặc tính chung và dài hạn, Quy hoạch sử dụng đất đai chỉ dự kiến trước được các xu thế thay đổi phương hướng, mục tiêu, cơ cấu và phân bổ sử dụng đất Vì vậy, Quy hoạch sử dụng đất đai là quy hoạch mang tính chiến lược, các chỉ tiêu của quy hoạch mang tính chỉ đạo vĩ mô, tính phương hướng

và khái lược về sử dụng đất của các ngành như:

- Phương hướng, mục tiêu và trọng điểm chiến lược của việc sử dụng đất trong vùng;

- Cân đối tổng quát nhu cầu sử dụng đất của các ngành;

- Điều chỉnh cơ cấu sử dụng đất và phân bổ đất đai trong vùng;

- Phân định ranh giới và các hình thức quản lý sử dụng đất đai trong vùng;

- Đề xuất các biện pháp, các chính sách lớn để đạt được mục tiêu của phương hướng sử dụng đất

e Tính chính sách

Quy hoạch sử dụng đất đai thể hiện rất mạnh đặc tính chính trị và chính sách xã hội Khi xây dựng phương án phải quán triệt các chính sách và quy định có liên quan đến đất đai của Đảng và Nhà nước, đảm bảo thực hiện cụ thể trên mặt bằng đất đai các mục tiêu phát triển nền kinh tế quốc dân, phát triển ổn định kế hoạch kinh tế – xã hội Tuân thủ các quy định, các chỉ tiêu

khống chế về dân số, đất đai và môi trường sinh thái

1.4 Tổng quan các công trình ứng dụng GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất

1.4.1 Những nghiên cứu tại Việt Nam

Nghiên cứu biến động sử dụng đất là một trong những lĩnh vực quan trọng và khó khăn trong điều tra, giám sát môi trường, trong đó ảnh vệ tinh đã

được sử dụng như một công cụ hữu hiệu Nhiều cơ quan nghiên cứu khoa học, điều tra cơ bản, giáo dục ở nước ta đã quan tâm đến ứng dụng công nghệ viễn thám để thực hiện nhiệm vụ này như: Viện Địa lý, Địa chất, Vật lý, Nghiên cứu biển thuộc Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Trung tâm Viễn thám, Liên đoàn Bản đồ Địa chất thuộc Bộ Tài nguyên

và Môi trường, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, Viên Điều tra Quy hoạch Rừng thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn…, đã tiến hành nhiều thử nghiệm dưới dạng các đề tài nghiên cứu, các dự án và đã thu được những kết quả ban đầu quan trọng

Trong chương trình của Tổng Cục Môi trường, Trung tâm Viễn thám - Bộ Tài nguyên và Môi trường và một số cơ quan khác đã sử dụng ảnh vệ tinh đa thời gian để khảo sát biến động của bờ biển, lòng sông, biến động rừng ngập mặn, diễn biến rừng, biến động lớp phủ mặt đất và sử dụng đất (ở một số vùng), thành lập các bản đồ rừng ngập mặn tỉ lệ 1: 100 000 phủ trùm toàn dải ven biển và tỉ lệ lớn hơn cho từng vùng, bản đồ đất ngập nước toàn quốc tỉ lệ 1: 250 000 Tuy mới là bước đầu, nhưng cũng đã có một số công trình sử dụng tư liệu viễn thám vào nghiên cứu biến động lớp phủ, sử dụng đất

Nhóm nghiên cứu của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã

“Ứng dụng tư liệu Viễn thám và Hệ thông tin địa lý trong đánh giá biến động lớp phủ và sử dụng đất ở lưu vực Srêpôk, Tây Nguyên, Việt Nam” Kết quả nghiên cứu cho thấy chặt phá rừng để mở rộng đất canh tác nông nghiệp là xu hướng chính trong biến động sử dụng đất ở khu vực này

Trong “Áp dụng Viễn thám và GIS để nghiên cứu hiện trạng và biến động môi trường tỉnh Ninh Thuận” (TS Nguyễn Ngọc Thạch và nnk, Hà Nội

- 1999) Ảnh vệ tinh đa thời gian là nguồn tư liệu để phân tích sự thay đổi về

vị trí và diện tích các đơn vị môi trường, sự biến đổi thảm thực vật, biến đổi hình thức sử dụng đất, biến đổi về diện tích và vị trí các loại tai biến

Đồng thời, với mục đích mở rộng ứng dụng công nghệ viễn thám, Viện Địa lý và Cục Bảo vệ Môi trường đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu thử nghiệm

sử dụng tư liệu viễn thám độ phân giải trung bình phục vụ giám sát, quản lý môi trường và tài nguyên” (Hà Nội 2002) Trong đó các tác giả đã thử nghiệm

Trần Trọng Đức (Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh) đã nghiên cứu biến động rừng ngập mặn theo thời gian bằng cách sử dụng phương pháp phân tích biến động sau phân loại cho khu vực huyện Cần Giờ với độ chính xác xấp xỉ gần 80% So sánh bản đồ rừng ngập mặn ở 2 thời điểm cho thấy có

sự suy giảm diện tích rừng ngập mặn từ khoảng 39.000 ha năm 1993 xuống còn dưới 36.000 ha năm 2003

Như vậy, trong những năm qua nhiều cơ quan của nước ta đã tiếp cận với công nghệ kết hợp Viễn thám và GIS trong lĩnh vực điều tra, giám sát môi trường nói chung, nghiên cứu biến động lớp phủ, sử dụng đất nói riêng Tuy nhiên, những kết quả thu được còn mang tính đơn lẻ, tản mạn và được thực hiện trong khuôn khổ của các đề tài, các dự án với các mục tiêu khác nhau, rất khó áp dụng trên diện rộng Các công trình nghiên cứu chủ yếu mới chỉ khai thác thế mạnh của viễn thám và GIS trong lập bản đồ

1.4.2 Những nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới, các đề tài nghiên cứu về biến động loại hình sử dụng đất nhằm phân tích, đánh giá, dự báo sự phát triển đã được ứng dụng khá rộng rãi Trong đề tài “Viễn thám – dựa trên định lượng đất – lớp phủ và đất – sử dụng thay đổi quy hoạch” (Bjorn Prenzel, 2003), tác giả đã đưa ra những cơ sở khoa học về lựa chọn phương pháp được sử dụng để đưa ra các kết quả mang tính định lượng trong việc nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất dựa vào cơ sở viễn thám Một điểm đáng chú ý mà tác giả đề cập đến là yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biến động: dữ liệu phải có cùng đặc điểm (về không gian, độ phân giải phổ, ), dữ liệu thu thập phải cùng khu vực nghiên cứu

Trong nghiên cứu “Sử dụng đất/ Thay đổi lớp phủ mặt đất và phân tích biến động sử dụng đất đô thị” (M Harika, et al., 2012) đã đánh giá sự biến động loại hình sử dụng đất, bề mặt đất tại các thành phố Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở vùng Đông Nam Ấn Độ

Nhìn chung, các đề tài về ứng dụng GIS đánh giá biến động lớp phủ mặt đất hoặc sử dụng đất đã được sử dụng phổ biến trên thế giới và đã đạt được những kết quả nhất định ở Việt Nam

1.4.3 Những nghiên cứu trên địa bàn huyện

Trong khu vực huyện, cũng đã có một vài công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ tin học trong quản lý đất đai: ứng dụng GIS trên Web quản lý đất nông nghiệp - Lê Hoàng Sơn/ Tạp chí Khoa học ĐHQGHN (2009), nghiên cứu biến đổi sử dụng đất và ảnh hưởng của nó đến rác thải nông thôn huyện Duy Tiên, Hà Nam trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS – PGS.TS Phạm Văn Cự, ĐHKHTN…

Tuy nhiên, chưa có công trình nào ứng dụng GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất tại khu vực huyện từ trước đến nay Hướng nghiên cứu này

còn khá mới mẻ và đây chỉ là những nghiên cứu bước đầu cho việc ứng dụng của công nghệ GIS trên địa bàn huyện

1.5 Các phương pháp nghiên cứu biến động

1.5.1 Phương pháp thống kê, so sánh

Đây là phương pháp truyền thống, có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu Tuy nhiên, giới hạn về không gian thường không xác định Phương pháp thống kê được cụ thể hóa bằng các hình thức cụ thể sau:

- So sánh các giá trị thay đổi bằng các phép tính toán đại số đơn giản hoặc các phép tính thống kê đơn giản: phần trăm, tốc độ gia tăng hoặc suy giảm so với giá trị mốc, giá trị trung bình…

- Xây dựng biểu đồ, đồ thị biến đổi và phân tích các thông số của vector biến đổi

- Nghiên cứu biến động bằng phương pháp trực tiếp phân loại ảnh

đa thời gian

- So sánh biến động sau phân loại

- So sánh biến động với dữ liệu dạng vector

1.5.3 Phương pháp GIS

GIS có sự khác biệt cơ bản với so sánh biến động thống kê là GIS có tọa độ không gian, gắn với vị trí của từng đối tượng trên bề mặt trái đất Bằng chức năng phân tích và xử lý không gian, GIS cho phép phát hiện, xác định

mọi loại hình biến động một cách chính xác về cả chất lượng và số lượng, theo cả không gian của thế giới thực

Khác với số liệu dạng con số trong nghiên cứu biến động bằng phương pháp thống kê, dữ liệu của GIS trong nghiên cứu biến động là bản đồ Dữ liệu bản đồ cần được tổ chức chặt chẽ theo nguyên tắc sau:

- Dữ liệu có thể cùng dạng raster hoặc vector

- Hệ thống tọa độ phải thống nhất

- Diện tích vùng nghiên cứu phải trùng khớp

- Các đơn vị trên bản đồ phải cùng tên, cũng mã ID, code nghĩa là cùng

hệ thống phân loại

- Nếu có những đơn vị bản đồ chỉ tồn tại ở một thời gian thì các đơn vị

đó phải có mã ID khác

1.5.4 Phương pháp kết hợp viễn thám và GIS

Công nghệ viễn thám kết hợp với GIS cho hiệu quả cao và khách quan trong đánh giá và dự báo biến đổi lớp phủ mặt đất Không chỉ thế công nghệ này rất hữu hiệu trong việc xác định diện tích biến động của các đối tượng lớp phủ, hình thái biến động, mức độ biến động của từng đối tượng Bên cạnh đó, việc sử dụng ảnh viễn thám độ phân giải cao hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu

về độ chính xác hình học cũng như cung cấp đủ lượng thông tin để xây dựng bản đồ biến động lớp phủ mặt đất

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA

HUYỆN DUY TIÊN, TỈNH HÀ NAM 2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Duy Tiên

2.1.1 Điều kiện tự nhiên, tài nguyên và cảnh quan môi trường

2.1.1.1 Điều kiện tự nhiên

Huyện Duy Tiên nằm ở phía Bắc tỉnh Hà Nam, 02 thị trấn: Hoà Mạc và Đồng Văn cách thành phố Phủ Lý 20 km, có diện tích tự nhiên 12.100,36 ha, nằm trong tọa độ địa lý từ 105053’26” đến 106002’43” kinh độ Đông và

20033’54” đến 20042’45” vĩ độ Bắc Huyện có 18 đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn (năm 2013)

- Phía Bắc giáp huyện Phú Xuyên, thành phố Hà Nội

- Phía Đông giáp huyện Lý Nhân và tỉnh Hưng Yên

- Phía Nam giáp thành phố Phủ Lý và huyện Bình Lục

- Phía Tây giáp huyện Kim Bảng

Huyện Duy Tiên nằm trong vành đai của Vùng đô thị Hà Nội, cách trung tâm Thủ đô Hà Nội khoảng 60 km, tuyến cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình đang trong giai đoạn hoàn thành là yếu tố thuận lợi để Duy Tiên phát triển mạnh các lĩnh vực; là điều kiện quan trọng tạo lợi thế so sánh cho Duy Tiên trong việc mở rộng hợp tác, giao lưu kinh tế với các địa phương khác

Hình 2.1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu

- Địa hình: Huyện có địa hình đặc trưng của vùng đồng bằng thuộc khu vực châu thổ sông Hồng chủ yếu là vàn, vàn cao và tương đối bằng phẳng Nhìn chung địa hình của huyện khá thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là trồng lúa và cây vụ đông Địa hình của huyện được chia thành 2 tiểu địa hình Vùng có địa hình cao hơn bao gồm vùng ven đê sông Hồng và sông Châu Giang, vùng có địa hình thấp chủ yếu là các xã nội đồng chiếm phần lớn diện tích tự nhiên của huyện độ cao phổ biến từ 1 – 2m, bằng phẳng, xen kẽ là các gò nhỏ, ao, hồ, đầm

- Thủy văn: huyện có mạng lưới sông ngòi tương đối dày đặc với 3 con sông lớn chảy qua là sông Hồng, sông Châu Giang và sông Nhuệ Ngoài ra,

huyện còn có mạng lưới các sông ngòi nhỏ với các ao, hồ, đầm là nguồn bổ sung và dự trữ rất quan trọng khi mực nước các sông chính xuống thấp, đặc biệt vào mùa khô hạn Hệ thống sông ngòi của huyện đều chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Do địa hình bằng phẳng, độ dốc của các sông nhỏ nên khả năng tiêu thoát nước chậm, đặc biệt vào mùa lũ, mực nước các con sông chính lên cao cùng với mưa lớn tập trung thường gây ngập úng cục bộ cho vùng có địa hình thấp trũng, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân

- Khí hậu: Duy Tiên có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều thuộc khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ chịu ảnh hưởng sâu sắc của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam, đặc điểm nổi bật nhất là sự tương phản giữa mùa đông và mùa hè, cả về tính chất phạm vi và cường độ của các trung tâm khí áp, các khối không khí thịnh hành và hệ thống thời tiết kèm theo cũng thay đổi theo mùa

+ Mùa mưa: bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10 với đặc trưng

là nóng, ẩm và mưa nhiều Nhiệt độ trung bình cao nhất 380C, lượng mưa từ 1.100 –1.500 mm, chiếm 80% lượng mưa cả năm

+ Mùa ít mưa: bắt đầu từ giữa tháng 11 cho đến cuối tháng 3 năm sau,

có khí hậu lạnh Nhiệt độ trung bình thấp nhất là 150C, lượng mưa ít, chỉ đạt

từ 15–20% lượng mưa cả năm

Nhìn chung, khí hậu huyện với các đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nắng

và bức xạ mặt trời lớn thuận lợi cho phát triển một nền nông nghiệp với nhiều loại cây trồng, vật nuôi và tạo điều kiện tốt cho thâm canh tăng vụ Tuy nhiên, những ảnh hưởng của thiên tai như bão, dông, lượng mưa tập trung theo mùa kết hợp với vùng địa hình thấp gây ra ngập úng cục bộ tại một số vùng, đòi hỏi phải có biện pháp phòng tránh kịp thời

2.1.1.2 Các nguồn tài nguyên

a Tài nguyên đất

Tổng diện tích tự nhiên của huyện là 12.100,36 ha chiếm 14,06% diện

tích tự nhiên của toàn tỉnh, đất đai trong huyện chủ yếu được hình thành do quá trình bồi lắng của phù sa hệ thống sông Hồng và sông Châu Giang, trong

đó diện tích đất nông nghiệp là 6.937,329 ha, chiếm 57,33% diện tích tự nhiên

của huyện; diện tích đất phi nông nghiệp chiếm 5.106,290 ha, chiếm 42,20%

diện tích tự nhiên của huyện; đất chưa sử dụng là 56,741 ha, chiếm 0,47%

diện tích tự nhiên của huyện [14] Chia ra thành 3 nhóm đất chính:

- Nhóm đất phù sa: có diện tích 6.679 ha (48,55% diện tích tự nhiên) đây là loại đất chính của huyện Duy Tiên, được hình thành trên trầm tích của sông Hồng, sông Châu Giang, phân bố hầu hết trên các xã trong huyện, đóng vai trò chính trong sản xuất nông nghiệp

- Nhóm đất phù sa glây: có diện tích 1.839 ha chiếm 13,37% diện tích

tự nhiên được hình thành trên trầm tích phù sa, không được bồi đắp phù sa trong thời gian dài, thường phân bố ở những nơi có địa hình thấp, bị đọng nước thường xuyên, có mực nước ngầm nông

- Nhóm đất tầng mỏng: có diện tích nhỏ, không đáng kể, loại đất này hình thành trên khu vực đồi dốc, thảm thực vật che phủ kém, quá trình rửa trôi xói mòn xảy ra mạnh mẽ Nhóm đất này chỉ có duy nhất 1 loại đất chính

là đất tầng mỏng chua, đất có thành phần cơ giới là thịt pha cát, tầng đất mỏng, hàm lượng mùn và đạm thấp

b Tài nguyên nước

Tài nguyên nước của huyện Duy Tiên được nhìn nhận và đánh giá trên

cơ sở nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm

- Nguồn nước mặt: chủ yếu là nước sông, hồ, ao, trong đó: sông Hồng,

sông Châu Giang và sông Nhuệ là nguồn cung cấp nước chính Mặt khác huyện còn có mạng lưới kênh rạch nhỏ và ao, hồ khá dày đặc là nguồn cung cấp, dự trữ quan trọng khi mực nước các sông chính xuống thấp, đặc biệt là vào mùa khô Ngoài ra lượng nước mưa hàng năm cũng là nguồn cung cấp