Ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS) để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quy hoạch sử dung đất

Công tác quy hoạch sử dụng đất đai lâm nghiệp đòi hỏi cần phải có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản lý những thông tin về đất đai, đầy đủ, chính xác và kịp thời, thường xuyên được cập n

hμ mạnh trường

ứng dụng hệ thông tin địa lý (gis) để Xây

dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quy hoạch sử

dụng đất lâm nghiệp tỉnh lạng sơn

Chuyên ngành: Lâm học Mã số : 60 62 60

Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp

Người hướng dẫn khoa học:

TS chu thị bình

Hà Tây - 2007

đặt vấn đề

Trong giai đoạn hiện nay ở nước ta, thực hiện chương trình phát triển kinh tế đi đôi với khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên rừng, ngành Lâm nghiệp đã và đang triển khai những chính sách quan trọng nhằm phát triển bền vững đất đai lâm nghiệp từng bước nâng cao đời sống nhân dân

ở các tỉnh miền núi và trung du, phát triển kinh tế lâm nghiệp gắn với phát triển nông thôn miền núi Đó cũng là định hướng phát triển ngành Lâm nghiệp giai đoạn 2006 - 2020 Định hướng trên được thể hiện qua các chương trình, chính sách, dự án cụ thể đó là:

- Chính sách giao quyền sử dụng rừng và đất rừng cho các hộ gia đình

và cho các tổ chức thuộc mọi thành phần kinh tế nhằm bảo vệ và phát triển diện tích rừng hiện có, xã hội hóa công tác phát triển rừng, gắn với phát triển cộng đồng

- Chính sách đầu tư và phát triển lâm nghiệp thể hiện bằng các dự án trồng rừng, định canh định cư, phát triển lâm nghiệp xã hội, phát triển vùng nguyên liệu phục vụ cho công nghiệp chế biến gỗ và các lâm sản ngoài gỗ

Dự án 5 triệu ha rừng nhằm nâng độ che phủ rừng toàn quốc lên 42 43% vào năm 2010 và 47% vào năm 2020

Chương trình rà soát quy hoạch 3 loại rừng thành một hệ thống thống nhất toàn quốc

- Chương trình điều tra, đánh giá, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng thực hiện trên quy mô toàn quốc

Để thực hiện được những chương trình, dự án, chính sách trên trong khung cảnh nền kinh tế nước ta bước đầu đã hội nhập với nền kinh tế thế giới sau khi chúng ta chính thức trở thành thành viên thứ 150 của WTO đòi hỏi phải nắm bắt được các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, nguồn lực đất đai hiện có cũng như nắm bắt được nhu cầu và giá cả thị trường nhằm phát huy tối

đa các nguồn lực đầu tư cho phát triển ngành lâm nghiệp Một công cụ đầu

tiên hiện thực hóa các chương trình, dự án trên đó là quy hoạch tổng thể về sử dụng đất đai Lâm nghiệp

Công tác quy hoạch sử dụng đất đai lâm nghiệp đòi hỏi cần phải có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản lý những thông tin về đất đai, đầy đủ, chính xác và kịp thời, thường xuyên được cập nhật như vậy thì mới có thể đưa

ra những giải pháp, những quyết định hợp lý trong quá trình xây dựng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, đề ra các biện pháp sử dụng đất đai hợp lý, bảo

vệ môi trường

Ngày nay, công nghệ thông tin ứng dụng mà trực tiếp là công nghệ hệ thông tin địa lý (HTTĐL - Geographic Information System viết tắt là GIS) có thể giúp tổ chức, sắp xếp các dữ liệu địa lý thành một cơ sở dữ liệu (CSDL) hoàn chỉnh, có thể xử lý tự động trên máy tính Hệ thống này cho phép nhập, lưu trữ, cập nhật một khối lượng thông tin lớn, đa dạng Đồng thời có thể xử lý

và phân tích nhằm phát hiện ra mối tương quan giữa các đối tượng và hiện tượng nghiên cứu, phát hiện ra những quy luật của chúng Từ đó có thể nhanh chóng đưa ra những giải pháp hoặc những quyết sách cho vấn đề cụ thể về sử dụng hợp lý tài nguyên (sử dụng đất hợp lý chẳng hạn) cùng các vấn đề thực tiễn khác Trong lĩnh vực theo dõi, quản lý tài nguyên và môi trường nói chung cũng như quản lý quy hoạch sử dụng đất nói riêng thì công nghệ GIS có

ý nghĩa thực tiễn và có tác dụng to lớn

Lạng Sơn là một tỉnh miền núi thuộc khu vực Đông Bắc nước ta Diện tích tự nhiên toàn tỉnh 830.521ha trong đó diện tích đất lâm nghiệp là 674.546

ha (chiếm 81% diện tích tự nhiên) chủ yếu là đồi, núi Vùng này là địa bàn sinh sống của các dân tộc ít người Hiện tại việc sử dụng diện tích đất lâm nghiệp này còn thấp trên cả 3 mặt: kinh tế, xã hội và môi trường Quy hoạch,

sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên trên, xây dựng và duy trì hệ sinh thái rừng bền vững, phát triển kinh tế xã hội chính là mục tiêu phấn đấu của chính quyền và nhân dân Lạng Sơn Để thực hiện được điều này, cần thiết phải xây

dựng CSDL về các yếu tố địa lý tự nhiên nhằm theo dõi, quản lý và khai thác

đất đai theo đúng mục đích sử dụng (chính là quy hoạch sử dụng đất) cũng nh− cảnh báo kịp thời về tình trạng suy thoái đất và đề xuất biện pháp kỹ thuật canh tác, bảo vệ đất Việc xây dựng CSDL này không thể thiếu vai trò của công nghệ GIS

Vì vậy tôi đã thực hiện đề tài: “ ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS) để

xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn” qua đó mong muốn đ−ợc góp sức mình vào việc giải quyết phần

nào những bức xúc ở tỉnh miền núi này

Chương 1: tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.1 Lược sử ứng dụng httđl trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Lược sử ứng dụng HTTĐL trên thế giới

HTTĐL đầu tiên trên thế giới được hình thành vào đầu những năm 60 của thế kỷ 20 tại Canada với tên gọi là CGIS (Canadian Geographic Information System ) Tiếp đó, tại các trường đại học của Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các HTTĐL của mình Tuy nhiên, những phiên bản

đầu tiên của những HTTĐL này chủ yếu là những phần mềm nhập dữ liệu và

vẽ bản đồ đơn giản, việc xử lý những thông tin đồ họa còn hạn chế do thời kỳ này các thiết bị máy tính còn rất cồng kềnh và tốc độ hạn chế Chính vì vậy những hệ tự động hóa ít có khả thâm nhập vào thực tế

Trong những năm 70, HTTĐL có những điều kiện thuận lợi để phát triển Trước hết là những tiến bộ trong lĩnh vực điện tử - tin học: kích thước bộ nhớ và tốc độ tính toán của máy tính được cải thiện cùng với đó là sự giảm giá thành của các thiết bị Điều này đã làm tăng khả năng hoạt động của các HTTĐL và cũng thức đẩy việc nhiên cứu và thiết kế chúng trên những cấu hình mạnh hơn Mặt khác, trước sức ép về nhu cầu quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường, Chính phủ của nhiều nước đã nhận thức rõ được tầm quan trọng của HTTĐL Bên cạnh việc thiết lập các cơ quan chuyên trách

về môi trường thì việc nghiên cứu và phát triển HTTĐL ứng dụng trong lĩnh vực trên cũng được quan tâm hàng đầu Có thể kể đến các cơ quan, công ty hàng đầu như ESRI (Environmental System Research Institute), INTERGRAPH, COMPUTERVISION Thời kỳ này còn được đánh dấu bởi

sự phát triển khá mạnh của kỹ thuật viễn thám và các hệ xử lý ảnh

Thời kỳ những năm 80, xuất hiện một hướng phát triển khá mạnh trong HTTĐL: đó là những HTTĐL chuyên dụng cho một số lĩnh vực quan trọng trong sử dụng, quản lý tài nguyên, môi trường Điển hình là các phần mềm: LIS(Land Information System), PIMS(Port Management Information System)

IDRISI, ILWIS (Intergreted Land and Water Information System), PCI, SPAND Công nghệ vi điện tử và công nghệ sản xuất máy tính cá nhân phát triển mạnh cũng là điều kiện thuận lợi để thúc đầy HTTĐL trở thành một công nghệ rất có giá trị trong nghiên cứu, quản lý và quy hoạch trong các lĩnh vực liên quan tới lãnh thổ Theo tác giả R.F.Tomlinson thì thời kỳ này là sự nhảy vọt về tốc độ tính toán, xử lý các số liệu không gian của các HTTĐL (R.F.Tomlinson, 1984) Đây là thời kỳ bùng nổ ứng dụng của HTTĐL Công nghệ HTTĐL đã lan truyền nhanh chóng đến những nước đang phát triển và ngày càng được ứng dụng mạnh mẽ trong lĩnh vực địa lý, bản đồ

Hiện nay, các ứng dụng của HTTĐL rất đa dạng phổ biến Có thể chia các ứng dụng theo các hướng cơ bản sau:

-Trong mạng lưới dịch vụ viễn thông -Trong quy hoạch và theo dõi sử dụng năng lượng

Lĩnh vực ứng dụng GIS

4 Qui hoạch và

xây dựng

-Qui hoạch đô thị -Qui hoạch vùng -Tuyến, vị trí xa lộ -Phát triển dịch vụ công cộng

5 Hệ thống

thông tin về đất

-Quản lý địa chính -Thuế

-Quy hoạch sử dụng đất

1.1.2 Lược sử ứng dụng HTTĐL ở Việt Nam

ở nước ta, công nghệ HTTĐL cũng được ứng dụng và phát triển nhanh chóng cùng với công nghệ thông tin nói chung Thời kỳ đầu những năm 80, do các thiết bị phần cứng còn ít và thiếu thốn cũng như mới bắt đầu hiểu biết và tiếp xúc với HTTĐL, chưa nhập được những phần mềm mạnh nên khả năng ứng dụng của HTTĐL còn thấp Chúng ta mới chỉ biên tập và in ấn bản đồ với

sự hỗ trợ của máy tính điện tử

Vào cuối những năm 80, với chính sách mở của của Đảng và Nhà nước cộng với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính cá nhân cùng những thiết bị phụ trợ khác, các ứng dụng bước đầu của HTTĐL trên máy tính cá nhân đã được ứng dụng trong lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên và một số lĩnh vực khác Đặc điểm nổi bật trong thời kỳ này là các ứng dụng HTTĐL được triển khai trên các phần mềm tự phát triển Các ứng dụng đáng kể nhất là: hệ CAMAPS / FEWGIS của TS Lại Huy Phương và công ty AIC được phát triển tại Viện Điều tra Quy hoạch rừng và Học viện Kỹ thuật Quân sự ứng dụng trong lâm nghiệp Hệ POPMAP của Vũ Duy Mẫn và những người khác (nnk) ứng dụng trong lĩnh vực điều tra dân số Hệ WINGIS của công ty DOLSOFT Ngoài ra còn có những phần mềm nước ngoài được mua và sử dụng trong nước như MAPINFO, ARC/INFO, ILWIS, PCI, SPAN (Trung tâm tư vấn

thông tin lâm nghiệp - Viện Điều tra Quy hoạch rừng, Tổng cục Địa chính, Viện Quy hoạch và thiết kế nông nghiệp, Viện Địa lý, Viện Địa chất ) Đặc trưng trong giai đoạn này là sử dụng công nghệ số hóa bằng bàn số hóa (Digitizer) nên tốc độ số hóa chậm, đồng thời giá thành thiết bị phần cứng (máy tính, bàn số hóa, máy in khổ rộng) còn khá đắt nên hạn chế khả năng phát huy rộng rãi các ứng dụng của HTTĐL

Từ những năm 1995 lại đây là giai đoạn phát triển mạnh mẽ của HTTĐL tại Việt Nam Cùng với sự phát triển của các công ty máy tính đồng thời giá thành thiết bị phần cứng giảm mạnh và việc ứng dụng các phần mềm tiên tiến trong công nghệ HTTĐL kết hợp với công nghệ viễn thám, nhất là công nghệ số hóa bản đồ từ ảnh quét làm tăng khả năng số hóa bản đồ gốc đã tạo điều kiện mở rộng phạm vi và lĩnh vực ứng dụng HTTĐL trong các cơ quan thuộc các ngành khác nhau Điển hình là dự án Dự án GIS quốc gia phục

vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường(1995-1999), Bộ Khoa học công nghệ và môi trường Ngoài ra các ngành lâm nghiệp, nông nghiệp và đặc biệt là địa chính đã có những đầu tư quy mô nhằm đổi mới công nghệ thành lập bản đồ và quản lý đất đai Những lĩnh vực đã ứng dụng công nghệ HTTĐL có hiệu quả là: quy hoạch và quản lý lâm nghiệp, quy hoạch đất nông nghiệp, địa chính, du lịch, khí tượng thủy văn, địa chất khoáng sản và dầu khí, quản lý xây dựng, quy hoạch đô thị, quy hoạch nông thôn, quản lý môi trường, an ninh quốc phòng

1.2 ứng dụng HTTĐL trong đánh giá và trong quy hoạch sử dụng đất

Đã từ lâu, công tác đánh giá và quy hoạch sử dụng đất đai thu hút được

sự quan tâm của nhiều nhà khoa học và các tổ chức quốc tế trên thế giới Để hạn chế sự thoái hóa đất thì việc đánh giá khả năng của đất và điều chỉnh quá trình sử dụng đất là cần thiết và là bản chất của việc phát triển bền vững Trên thực tế, việc đánh giá đất đã được thực hiện riêng lẻ ở nhiều quốc gia trên thế giới Các công trình đánh giá đất đai đã được thực hiện tại Liên Xô (cũ) và các

nước Đông Âu từ những năm 60 nhằm đánh giá lớp phủ thổ nhưỡng, đánh giá khả năng sản xuất của đất đai và đánh giá kinh tế đất Tại Hoa Kỳ, từ những năm 1964, công việc đánh giá đất đai cũng được tiến hành theo các chỉ tiêu chính là các hạn chế của thổ nhưỡng đối với các mục tiêu canh tác Có thể coi

đây là một dạng trong đánh giá đất có gắn với hiện trạng sử dụng

Hệ thông tin địa lí (GIS) cùng với kỹ thuật viễn thám là những công cụ hữu hiệu cho phép thu thập, quản lí, phân tích và hiển thị dữ liệu có liên quan

đến việc quản lí và sử dụng lãnh thổ Từ năm 1995 trở lại đây, HTTĐL đã

được áp dụng rất thành công trong lĩnh vực đánh giá đất và quy hoạch sử dụng

đất thể hiện qua các công trình nghiên cứu sau:

- Công trình " ứng dụng kỹ thuật tin học - GIS trong điều tra quy hoạch

và quản lý rừng Việt Nam" của tác giả Lại Huy Phương năm 1995 Đề tài đã

hình thành một công nghệ - quy trình ứng dụng kỹ thuật tin học - GIS để xử lýthông tin-bản đồ trên máy tính, phục vụ các yêu cầu phân tích nghiên cứu trong công tác điều tra, quy hoạch và quản lý rừng ở nước ta Các ứng dụng

được thể hiện trong quy hoạch phân cấp phòng hộ đầu nguồn sông Sê san Sê

rê pốc; trong phân loại tiềm năng xói mòn gia tốc; trong xây dựng quy hoạch

sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh Bắc Thái (cũ); những kết quả ứng dụng HTTĐL trong các dự án trồng rừng PAM

- Tác giả Nguyễn Huy Phồn năm 1996 đã tiến hành nghiên cứu đánh giá các kiểu sử dụng đất nhằm định hướng cho sử dụng đất nông lâm nghiệp vùng miền núi trung tâm Bắc bộ Công trình đã vận dụng phương pháp đánh giá thích nghi đất đai của FAO và công nghệ GIS để nghiên cứu phân chia các

đơn vị đất đai, tổng hợp các kiểu sử dụng đất đai hiện có Từ đó phân hạng thích nghi cho từng đơn vị đất đai và đề ra những định hướng sử dụng đất cho vùng nghiên cứu

- Tác giả Phạm Văn Cự và nnk năm 1997 đã tiến hành đề tài " Mô hình

hóa không gian đất mất do xói mòn huyện Thanh Hòa, Vĩnh Phú (cũ)" Đề tài

đã đánh giá mức độ xói mòn đất ở huyện Thanh Hòa thông qua các yếu tố về

địa hình, về dòng chảy, thông qua đặc điểm thổ nhưỡng và lớp phủ thực vật bằng một mô hình tính toán không gian hợp lý

- Một số công trình khác như:"Phân loại sử dụng vùng đất ngập nước

tỉnh Quảng Trị bằng công nghệ HTTĐL" của Nguyễn Trường Khoa, Mai Đình

Yên, Trần Văn ý, Nguyễn Đức Hiển 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 -

đồng bằng sông Cửu Long" của tác giả Võ Thị Bé Năm, năm 2000

Nhìn chung, các công trình đánh giá và quy hoạch sử dụng đất đai đã ứng dụng những kỹ thuật và công nghệ mới, hiện đại (kỹ thuật GIS và công nghệ viễn thám) vào trong các nghiên cứu của mình Phần lớn các đề tài đã tiến hành các điều tra, đánh giá đất đai, phân tích hệ thống sử dụng đất, phân tích, đánh giá các ảnh hưởng, tác động đến kinh tế - xã hội, môi trường và đã

đề xuất các giải pháp nhằm sử dụng đất đai một cách hợp lý và có hiệu quả Tuy nhiên, các phương án được xây dựng căn cứ vào một số quy định, trong

đó có những vấn đề chưa được cụ thể hóa để phù hợp với tình hình thực tế của

địa phương Những thông tin cơ bản về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, môi trường chưa được tổ chức thành ngân hàng dữ liệu có tính hệ thống và

đồng bộ Do đó, vừa không bảo đảm chất lượng vừa không cung cấp kịp thời thông tin cho việc xử lý, phân tích xây dựng phương án Việc xây dựng các phương án sử dụng đất, đánh giá, so sánh, lựa chọn các phương án tối ưu thường ít được đề cập đến Đa phần các công trình chưa đưa ra được các phương án khác nhau kèm theo những tính toán so sánh trên các khía cạnh kinh tế, xã hội, môi trường nhằm giúp các nhà quản lý, các nhà ra quyết định lựa chọn để thực hiện

- Dự án 32: Đây là tên gọi tắt của dự án theo Chỉ thị số 32 BNN-KL, ngày 27 tháng 3 năm 2000 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và phát

/2000/CT-triển nông thôn " Về việc tổ chức theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp

trong cả nước " Trong dự án này, Chi cục Kiểm lâm là cơ quan chủ trì, dự án

có nhiệm vụ xây dựng hệ thống theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp, hình thành cơ sở dữ liệu quản lý rừng và đất lâm nghiệp của tỉnh Tổ chức theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp từ cơ sở, định kỳ tập hợp các thông tin về

các hoạt động lâm nghiệp, tập hợp theo đơn vị hành chính cấp xã Hình thành

hệ thống tổ chức theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp từ xã lên huyện, tỉnh với sự phối hợp các lực lượng trên địa bàn bao gồm: Cán bộ lâm nghiệp thuộc UBND huyện, xã, Kiểm lâm, chủ rừng, Điều tra quy hoạch rừng, Địa chính

- Dự án quy hoạch ba loại rừng và sử dụng đất trống đồi núi trọc tỉnh Lạng Sơn thời kỳ 2003-2010: Đây là dự án của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Lạng Sơn phối hợp với Ban điều hành dự án trồng mới 5 triệu ha rừng tỉnh Lạng Sơn và Viện Điều tra Quy hoạch rừng, Bộ NN và PTNT thực hiện Mục tiêu của dự án là quy hoạch bảo vệ diện tích rừng hiện có, trồng rừng, làm giàu rừng, khoanh nuôi phục hồi rừng để nâng độ che phủ của rừng

từ 30,3% năm 2001 lên 55% vào năm 2010

- Dự án Quy hoạch phát triển lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn 2001-2010

Đây là dự án do Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Tây Bắc Bộ, Viện Điều

tra Quy hoạch rừng tiến hành Trên cơ sở đánh giá đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Lạng Sơn, dự án đã đ−a ra quy hoạch tổng thể sử dụng đất đai Lạng Sơn đến năm 2010, quy hoạch đất lâm nghiệp theo 3 loại rừng cũng nh− các giải pháp thực hiện

- Báo cáo "Rà soát quy hoạch nông lâm thủy lợi phục vụ chuyển đổi cơ cấu nông lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2004-2010" do Phân viện Điều tra Quy hoạc rừng Tây Bắc Bộ, Viện Điều tra Quy hoạch rừng tiến hành Dựa trên cơ sở đánh giá nguồn lực tự nhiên - kinh tế xã hội để phát triển nông nghiệp, nông thôn cũng nh− thực trạng sản xuất nông lâm nghiệp và thủy lợi hiện tại Báo cáo đã đ−a ra: Quy hoạch sử dụng đất đai chung, Quy hoạch sản xuất lâm nghiệp cũng nh− các giải pháp thực hiện đến năm 2010

Nhận xét: Qua các công trình nêu trên ở Lạng Sơn, có thể thấy:

- ở các góc độ tiếp cận khác nhau, quy hoạch sử dụng đất Lạng Sơn là một nhu cầu đích thực, cấp bách và định kỳ điều chỉnh

- Hình thành CSDL (về các yếu tố địa lý tự nhiên) phục vụ QHSDĐ sẽ góp phần nâng cao chất l−ợng quy hoạch và tạo điều kiện thuận lợi cho công tác theo dõi, triển khai thực hiện quy hoạch và điều chỉnh quy hoạch (nếu có)

Chương 2: mục tiêu, nội dung vμ phương pháp

nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Đưa ra được cơ sở khoa học, giải pháp công nghệ và quy trình các bước xây dựng hệ thống CSDL phục vụ trong công tác quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp vận dụng cụ thể cho tỉnh Lạng Sơn

- Đưa một số mô hình GIS vào ứng dụng trong công tác đánh giá và công tác quy hoạch sử dụng đất đai lâm nghiệp theo hướng phát triển bền vững

2.2 Giới hạn nghiên cứu

Phạm vi lãnh thổ nghiên cứu là tỉnh Lạng Sơn, mô hình ứng dụng được

tiến hành trong phạm vi hành chính của tỉnh Ranh giới cụ thể được xác định

trên bản đồ

- Việc xây dựng CSDL đáp ứng mục tiêu quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp là nội dung chính của đề tài, đánh giá và đề xuất các loại hình sử dụng

đất lâm nghiệp là phụ

- Bản đồ đề xuất các loại hình sử dụng đất được xây dựng có tính chất thử nghiệm để minh họa cho khả năng ứng dụng của HTTĐL trong quy hoạch

sử dụng đất

- CSDL được xây dựng phục vụ cho mục tiêu quy hoạch vĩ mô

2.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu trên, đề tài tiến hành giải quyết các công việc

cụ thể sau:

- Xác định cơ sở khoa học của việc xây dựng CSDL đáp ứng cho mục tiêu phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp

- Xác định cơ sở công nghệ, quy trình xây dựng CSDL bằng công nghệ GIS nhằm phục vụ trong quy hoạch sử dụng đất

- Hình thành CSDL đáp ứng cho mục tiêu phục vụ quy hoạch sử dụng

Dùng phương pháp kế thừa có chọn lọc các tài liệu đã có

Thu thập, chỉnh lý và kế thừa các nguồn tài liệu, tư liệu có liên quan theo yêu cầu và mục tiêu nghiên cứu Tài liệu thu thập được chia thành các nhóm sau: hệ thống các bản đồ, các số liệu thống kê, các công trình nghiên cứu, các báo cáo liên quan đến đề tài và các tranh ảnh thực địa

Các số liệu thống kê do các cơ quan điều tra và thống kê trong tỉnh Lạng Sơn thực hiện, bảo đảm tư cách pháp lý, độ tin cậy Các tài liệu bản đồ liên quan đến nội dung đề tài được thu thập với sự giúp đỡ của Trung tâm Liên ngành Viễn thám & GIS (CIAS), Trung tâm tư vấn thông tin lâm nghiệp (CFIC) (thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn), Sở Nông nghiệp & Phát triển nông thôn Lạng Sơn, Chi cục Kiểm lâm Lạng Sơn, Chi cục thống kê Lạng Sơn Các công trình nghiên cứu, các báo cáo kết quả của những đề tài

đã được thực hiện trong tỉnh cũng được thu thập và sử dụng

Căn cứ vào mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài tác giả đã thu thập các tài liệu sau:

- Bản đồ địa giới hành chính 364 tỉnh Lạng Sơn

- Bản đồ hiện trạng rừng tỉnh Lạng Sơn năm 2005 là kết quả của dự án

- Bản đồ kiểu địa hình khí hậu tỉnh Lạng Sơn, tác giải Vũ Tự Lập

- Bản đồ lưu vực sông tỉnh Lạng Sơn do Viện Điều tra quy hoạch rừng xây dựng

- Niên giám thống kê Lạng Sơn 2005 do Cục thống kê Lạng Sơn ấn hành

- Số liệu thống kê diện tích loại đất loại rừng Lạng Sơn năm 2005, là kết quả của dự án 32 tỉnh Lạng Sơn

- Dự án quy hoạch phát triển lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2001 -

2010 do Phân viện Điều tra quy hoạch Tây Bắc Bộ, Viện Điều tra Quy hoạch rừng xây dựng

- Dự án rà soát quy hoạch nông lâm thủy lợi phục vụ chuyển đổi cơ cấu nông lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2004-2010 do Phân viện Điều tra quy hoạch Tây Bắc Bộ, Viện Điều tra Quy hoạch xây dựng tháng 12-2003

2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu

Xây dựng CSDL phục vụ cho mục tiêu quy hoạch sử dụng đất chính là thiết kế và xây dựng hệ thống bản đồ thể hiện các yếu tố địa lý tự nhiên cùng với các hệ thống các thông tin thuộc tính cần thiết Do đó công việc xử lý dữ liệu là rất lớn và quan trọng Dữ liệu xử lý phần lớn là dữ liệu bản đồ, do vậy phương pháp xử lý dữ liệu sẽ đi sâu vào phương pháp tạo các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của đối tượng nghiên cứu Dữ liệu được xử lý hoàn toàn trên máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng

Cụ thể đề tài đã dùng các phương pháp xử lý dữ liệu sau:

a Phương pháp xây dựng bản đồ số từ bản đồ giấy

Một khối lượng lớn các bản đồ thu thập được là ở dạng bản đồ giấy, với

tỷ lệ và hệ quy chiếu khác nhau, do đó phải chuyển toàn bộ khối lượng các bản đồ giấy này sang dạng bản đồ số trên máy tính Quá trình xây dựng đó

Số hoá các lớp thông tin chuyên đề

Chuyển khuôn dạng Mapinfo

Kết nối vào CSDL

Thiết kế cấu trúc và nạp thông tin bản đồ

Tài liệu liên quan

Hìn 2.1: Các bước xây dựng bản đồ số

Việc lựa chọn công nghệ công nghệ số hóa, thiết kế CSDL thuộc tính

cho các bản đồ trên được trình bày chi tiết tại Mục 4.3 của đề tài

b Phương pháp xây dựng các bản đồ thành phần (thông tin chiết xuất) từ bản đồ nền địa hình

Các bản đồ thành phần chiết xuất được từ bản đồ nền địa hình gồm: bản

đồ đai cao, độ dốc, hướng phơi Các bản đồ này được chiết xuất thông qua mô

hình DEM, thể hiện qua sơ đồ hình 2.2

Từ lớp thông tin đường đồng mức và điểm độ cao bằng phần mềm ArcView 3.2 nội suy để xây dựng mô hình DEM, từ mô hình DEM chiết xuất

ra các thông tin thứ cấp đai cao, độ dốc, hướng phơi

Lớp đường

đồng mức

Mô hình DEM

Lớp thông tin

đai cao

Lớp thông tin

độ dốc (Slope)

Lớp thông tin hướng phơi

(Aspects)

Lớp điểm

độ cao

Hình 2.2: Các bước tạo bản đồ chiết xuất

Mô hình tính toán cụ thể cho ra các bản đồ trên được trình bày chi tiết

tại Mục 4.4 của đề tài

c Phương pháp xây dựng bản đồ đề xuất các loại hình sử dụng đất

Sử dụng phương pháp chồng xếp các lớp bản đồ thành phần được tiến hành trên máy tính, sử dụng phần mềm Arcview GIS 3.2 Lớp thông tin đồ thành phần tham gia chồng xếp gồm: lớp thông tin kiểu địa hình, lớp thông tin

độ dốc, lớp thông tin độ dày tầng đất, lớp thông tin hiện trạng rừng

Các lớp thông tin thành phần này được phân cấp theo những tiêu chí nhất định căn cứ vào mục tiêu quy hoạch và thực tế phân hóa lãnh thổ theo

điều kiện địa lý tự nhiên của Lạng Sơn

Quá trình chồng xếp tiến hành qua hai bước (hình 2.3): Chồng xếp 3 lớp

thông tin: độ dốc, độ dày tầng đất, kiểu địa hình để tạo ra bản đồ đơn vị đất

đai Đánh giá đất (trên nguyên tắc, chỉ tiêu) tạo bản đồ định hướng các loại hình sử dụng đất và chồng xếp bản đồ này với bản đồ hiện trạng rừng để tạo thành bản đồ đề xuất các loại hình sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn

Bản đồ đơn

vị đất

Bản đồ đề xuất các loại hình sử dụng đất

Bản đồ định hướng các loại hình sử dụng đất

Bản đồ hiện trạng rừng

Nguyên tắc

và chi tiêu

đánh giá

Hình 2.3: Các bước tạo bản đồ đề xuất các loại hình sử dụng đất

Nguyên tắc chồng xếp và ma trận chồng xếp được trình bày chi tiết tại

Mục 4.5 của đề tài.

Chương 3: Cơ sở khoa học vμ công nghệ của việc xây dựng CSDL phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp 3.1 Cơ sở khoa học của việc xây dựng CSDL phục vụ QHSDĐ

3.1.1 Các khái niệm cơ bản

a Khái niệm đất đai

Đất đai (Land) là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất bao gồm tất cả các thành phần của môi trường vật lý và sinh học có ảnh hưởng đến việc sử dụng đất như: khí hậu bề mặt, thổ nhưỡng, dạng địa hình, sinh vật, nước mặt (hồ, sông suối, đầm lầy ), các lớp trầm tích sát bề mặt cùng với nguồn nước ngầm Ngoài ra, đất đai còn bao gồm: trạng thái định cư của con người, những công trình cải tạo đất như hệ thống đê điều, hay các hệ thống tưới tiêu và những kết quả do hoạt động của con người trong quá khứ và hiện tại để lại Theo Luật đất đai năm 2003 của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

thì "Đất đai là một trong những nguồn tài nguyên thiên nhiên 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 tiến hành các hoạt động sản xuất, xây dựng kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng"

Như vậy khi xem xét đất đai, thực chất là chúng ta đang xem xét một thể tổng hợp tự nhiên

Đặc trưng của đất đai: Đất đai có những đặc trưng sau:

- Chất lượng đất đai (Land Quality):

Đây chính là tổng hợp những đặc điểm đất đai mà các tác động riêng biệt của chúng có ảnh hưởng đến mức độ thích hợp của đất đai đối với các hình thức sử dụng đất

Là những thuộc tính của đất đai có thể đo đếm hoặc ước lượng được như: độ dốc, độ dày, kết cấu, khả năng cung cấp nước, sinh khối

- Đơn vị đất đai (Land Unit) hay Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit LMU) (theo định nghĩa của FAO):

Khi đánh giá đất đai, người ta dùng đơn vị cơ sở là các đơn vị đất đai hay đơn vị bản đồ đất đai Thực chất đây chính là một diện tích đất đai có những đặc điểm và chất lượng riêng, được xác định trên bản đồ làm cơ sở cho công tác đánh giá dựa trên cơ sở kết quả điều tra về thổ nhưỡng, về lớp phủ Một đơn vị đất đai dùng để chỉ các khu vực được lựa chọn để đánh giá

Mức độ chi tiết của đơn vị đất đai phụ thuộc vào tỉ lệ bản đồ và quy mô nghiên cứu

b Khái niệm quy hoạch và quy hoạch sử dụng đất đai

b1 Quy hoạch

Quy hoạch là việc nghiên cứu, đánh giá một cách hệ thống những dự

kiến, định hướng hành động nhằm đạt được các mục đích và mục tiêu cụ thể

Bản chất của quy hoạch chính là xây dựng những định hướng phát triển một cách toàn diện cho từng khu vực, từng lãnh thổ cụ thể một cách phù hợp với tiềm năng tự nhiên, kinh tế - xã hội chung trên cơ sở nghiên cứu, xem xét

và đánh giá những tiềm năng này để bố trí lại các ngành sản xuất, kinh tế Quy hoạch gắn liền với các biện pháp quản lý, cả về không gian phân bố và chiến lược phát triển cho các hoạt động sản xuất cũng như tổ chức xã hội Quy hoạch đưa ra những dự báo xu thế phát triển trong một tương lai lâu dài và theo từng giai đoạn cụ thể, đảm bảo sự hài hòa trong quá trình phát triển kinh tế-xã hội theo từng khu vực riêng cũng như trong phạm vi cả nước nói chung Quy hoạch có thể ở những mức độ và phạm vi khác nhau Tựu trung lại có các hình thức sau:

- Quy hoạch sử dụng đất: chủ yếu tập trung vào việc xây dựng và lựa chọn các loại hình sử dụng đất

- Quy hoạch vùng: đi sâu vào việc nghiên cứu thiết kế sơ đồ phân bố của các đối tượng kinh tế xã hội

- Quy hoạch môi trường: mục đích là giải quyết các vấn đề môi trường

và phát triển

b2 Quy hoạch sử dụng đất đai

Theo định nghĩa của FAO: Quy hoạch sử dụng đất đai là đánh giá một

cách có hệ thống tiềm năng đất và nước, những kiểu mẫu sử dụng đất, những khả năng sử dụng đất đai và những điều kiện kinh tế xã hội khác, nhằm chọn

ra và chấp nhận các phương án sử dụng đất đai có lợi nhất cho người sử dụng

mà không làm suy thoái tài nguyên thiên nhiên hoặc môi trường, đồng thời chọn các giải pháp tốt nhất để khuyến khích việc sử dụng đất đó

Quy hoạch sử dụng đất đai nhằm mục đích lựa chọn và áp dụng vào thực tế các loại hình sử dụng đất đai nào đáp ứng tốt nhất nhu cầu của con người mà vẫn bảo đảm tài nguyên cho tương lai

Cũng có tác giả cho rằng: "Quy hoạch sử dụng đất đai có thể xem như

một quá trình đánh giá đất đai (hiện trạng sử dụng đất đai, sức sản xuất và mức độ thích hợp) so sánh với mục tiêu sử dụng và phát triển, điều kiện kinh

tế - xã hội, luật pháp để đề xuất kế hoạch thực hiện phương án sử dụng đất

và đưa ra những quyết định." (Nguyễn Quang Hà và nnk, 1991)

Quy hoạch sử dụng đất đai có liên quan chặt chẽ đến hệ thống phân loại

sử dụng đất đai Hệ thống này gồm 2 hệ thống con sau:

+ Hệ thống phân loại khả năng đất đai:

Đây là hệ thống phân loại đất đai dựa trên khả năng cung cấp của đất

đai cho sử dụng nông nghiệp, chăn thả, lâm nghiệp hoặc cho giải trí hay bảo tồn Hệ thống này liên quan đến độ phù hợp của đất đai cho sử dụng đất hơn là

khả năng sản xuất và nhấn mạnh vào nguy cơ xói mòn

+ Hệ thống phân loại hiện trạng sử dụng đất đai:

Các loại hình sử dụng đất chính bao gồm: đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất dân cư đô thị, đất dân cư nông thôn, đất chuyên dùng và đất chưa

sử dụng Tuy nhiên, hệ thống này vẫn còn chưa thống nhất giữa các quốc gia, giữa các ngành về hệ thống phân cấp và chỉ tiêu phân cấp

Quy hoạch sử dụng đất đai có thể tiến hành ở nhiều cấp và ở những phạm vi khác nhau: quốc tế, quốc gia, vùng, tỉnh, huyện, xã ở nước ta, quy hoạch sử dụng đất được tiến hành từ quy mô cấp quốc gia đến cấp xã, với sự tham gia của cấp quản lý, người sử dụng đất, các nhà quy hoạch (lập kế hoạch), lãnh đạo chính quyền, ban ngành tại địa phương và cùng với nó là các biện pháp và chính sách về luật pháp, tài chính và giáo dục

c Yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement)

Là những điều kiện của đất đai cần thiết cho việc thực hiện thành công

và bền vững đối với một loại hình sử dụng đất (Land Utilization Types -LUT)

Những yêu cầu sử dụng đất có thể là: yêu cầu quản lý (Management requirements), yêu cầu phòng hộ (Conservation requirements) và yêu cầu sản

xuất (Growth requirements) Ngược lại với yêu cầu sử dụng là các hạn chế

(Limitation): đó là tính chất của đất đai cản trở việc sử dụng đất đai

Cũng có thể hiểu yêu cầu sử dụng đất là những đòi hỏi về đặc điểm và tính chất đất đai cần thiết cho việc thực hiện thành công và ổn định một kiểu

sử dụng đất đai cụ thể Đó là các yêu cầu sinh thái, quản lý và bảo tồn

Khi phân hạng mức độ thích hợp cho sử dụng, cần xem xét thận trọng sao cho phù hợp với thực tế

Mỗi loại hình sử dụng đất đai có những yêu cầu khác nhau đối với các

đơn vị đất đai, có nghĩa là mỗi LUT đòi hỏi những chỉ tiêu riêng đối với các

(Land Mapping Units - LMU) và mỗi (hoặc nhiều) LMU sẽ thích hợp với

nhiều (hoặc một) LUT

Yêu cầu sử dụng đất được cụ thể hoá bằng các chỉ tiêu được xây dựng tuân theo những quy tắc chung của quốc tế, quốc gia đồng thời phải dựa trên

điều kiện thực tế (tự nhiên, kinh tế, xã hội, thị trường, chiến lược phát triển ) của địa phương

Nhìn chung, yêu cầu sử dụng đất đai được thể hiện qua các cấp sau:

- Kiểu sử dụng đất chính (Major Kind of Land Use):

Là một sự phân nhánh chính của sử dụng đất như: đất nông nghiệp tưới nước trời, đất nông nghiệp tưới nước thuỷ lợi, đồng cỏ chăn thả gia súc, lâm nghiệp và giải trí Kiểu sử dụng đất chính thường được sử dụng trong đánh giá chất lượng hoặc thăm dò tự nhiên

- Hệ thống sử dụng đất đai (Land Use Systems - LUS):

Hệ thống sử dụng đất đai chính là phương thức sử dụng đất đai thực hiện trên một vạt đất được đầu tư để kết hợp cả thu nhập hoa lợi và cải tạo đất như làm bằng đất, tưới tiêu

- Sử dụng đất đai đa tác dụng (Multiple Land Use):

Đó là sự kết hợp nhiều phương thức sử dụng trên cùng một vạt đất: trồng cỏ chăn nuôi dưới tán cây trong đồn điền, lâm viên giải trí dưới tán rừng

gỗ thưa

- Sử dụng đất đai hỗn hợp (Compound Land Use):

Nhiều phương thức sử dụng trên những vạt đất được đánh giá là như nhau trong cùng một lãnh thổ Ví dụ: trang trại hỗn hợp cả trồng trọt và chăn nuôi

d Loại hình sử dụng đất (Land Utilization Types - LUT)

Có thể hiểu loại hình sử dụng đất là bức tranh mô tả thực trạng sử dụng

đất của một vùng đất với những phương thức quản lý sản xuất trong các điều kiện môi trường tự nhiên, kinh tế- xã hội và kỹ thuật được xác định Các thuộc tính của LUT bao gồm: sản phẩm, lợi ích, định hướng thị trường, kiến thức kỹ thuật, trình độ người sử dụng đất

Những loại hình sử dụng đất có thể hiểu theo nghĩa rộng là các loại sử dụng đất chính (Major kinds of land use) hoặc có thể được mô tả chi tiết hơn với khái niệm các kiểu sử dụng đất (land use types/ land use utilizations)

Kiểu sử dụng đất là một loại sử dụng đất đai, được mô tả chi tiết theo các thuộc tính nhất định để đánh giá các nhu cầu sử dụng đất đai của nó và để lập kế hoạch đầu tư cần thiết Đôi khi, người ta không tách bạch các loại sử dụng đất chính và các kiểu sử dụng đất một cách riêng biệt, mà gọi chung là các loại hình sử dụng đất, với mức độ chi tiết thay đổi theo trình độ, phạm vi

và các mục đích nghiên cứu

e Tiềm năng đất đai

Tiềm năng đất đai chính là khả năng thích nghi tự nhiên của đất đai cho các loại hình sử dụng Để có thể đánh giá được tiềm năng đất đai, cần phải

đánh giá được mức độ thích hợp và hạn chế của các đơn vị đất đối với từng loại hình sử dụng

f Khả năng sử dụng đấi

Khả năng sử dụng đất là tiềm năng của đất đai cho các sử dụng hay hoạt

động quản lý cụ thể Cũng không nhất thiết đây phải là loại sử dụng tốt nhất hay có lợi ích lớn nhất

Việc phân loại khả năng đất đai chủ yếu dựa vào khả năng và hạn chế

của đất đai Khả năng (capability) là tiềm năng (pontential) của đất đai đối với các loại hình sử dụng đất đai Hạn chế (limitation) là các đặc điểm của đất đai

gây trở ngại cho việc sử dụng đất Hạn chế của đất đai gồm:

- Hạn chế lâu dài (permanent limitations): là các hạn chế khó khắc phục

bằng các cải tạo thông thường, kể cả những cải tạo quy mô nhỏ (độ dốc, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới, tính thấm, xói mòn quá khứ, độ đá lẫn, tính chất tầng giới hạn, mức độ phèn mặn )

- Hạn chế tạm thời (temporary limitations): có thể cải tạo được bằng

các biện pháp chăm sóc, quản lý, ví dụ: hàm lượng dinh dưỡng, khả năng điều tiết nước

3.1.2 Nội dung và mức độ quy hoạch sử dụng đất đồi núi

a Nội dung quy hoạch sử dụng đất đồi núi

Các nội dung chính trong QHSDĐ bao gồm:

- Đánh giá đất đai một cách có hệ thống theo yêu cầu sử dụng và theo khả năng sử dụng (tiềm năng đất đai), đánh giá những điều kiện kinh tế, xã hội Thực chất là phải xét đến các yếu tố khí hậu, thực vật, thủy văn và các loại đất (đặc điểm và chất lượng đất đai, phân loại đất đai) Ngoài ra còn phải tính đến khả năng canh tác và sử dụng đất đai của người lao động và chủ sởhữu đất, hiện trạng sử dụng đất Cơ sở vật chất, mặt bằng phát triển kinh tế của xã hội và vốn đầu tư phát triển sản xuất cũng cần được xem xét

- Lựa chọn và đề xuất các phương hướng sử dụng đất đai, các dạng và loại sử dụng đất tối ưu cho một đơn vị đất đai xác định có tính đến các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội cũng như phương hướng bảo vệ môi trường và

đất trong tương lai

Nội dung quy hoạch phải đáp ứng ba mục tiêu: hiệu quả (phát triển kinh tế), bền vững môi trường (điều hoà dòng chảy, bảo vệ đất chống xói mòn, đa dạng sinh học), ổn định xã hội

Hiệu quả: Sử dụng đất đai phải có hiệu quả về mặt kinh tế xã hội và

môi trường Sử dụng đất đem lại lợi ích kinh tế cao, tạo ra sự đa dạng sử dụng trong các hệ canh tác (kiểu sử dụng đất) trên cơ sở phù hợp với tính chất và các đặc điểm của đất

Tính hiệu quả đạt được nhờ việc phối hợp so sánh các sử dụng đất đai khác nhau với các vùng có lợi ích sử dụng đất đai lớn nhất với mức chi phí thấp nhất

Bền vững: Theo FAO (1993), sử dụng đất bền vững là việc sản xuất kết

hợp với bảo tồn, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên Sử dụng đất đáp ứng cho nhu cầu hiện tại nhưng vẫn bảo vệ tài nguyên cho thế hệ tương lai Về mặt môi trường: không gây ô nhiễm đất, nước, không khí, không làm giảm giá

trị cảnh quan, không gây tác hại đến môi trường sống và nơi cư trú của động vật hoang dã, loài thủy sinh (thông qua các loại chất thải, các hoạt động cơ giới ) Về giá trị bảo tồn: Không làm giảm tính đa dạng sinh học

Muốn đạt được mục tiêu này phải kết hợp sản xuất với bảo vệ tài nguyên tự nhiên mà sản xuất phụ thuộc vào nó, để bảo đảm rằng việc sản xuất vẫn sẽ được tiếp tục trong tương lai

ổn định xã hội: Đây là mục tiêu quan trọng trong quy hoạch sử dụng

đất Về mặt xã hội: phải thu hút lao động và ổn định được đời sống của người

sử dụng đất Phải thực hiện được mục tiêu đề ra là: an toàn lương thực, việc làm và bảo đảm thu nhập cho vùng nông thôn

Để thực hiện điều này cần đặt ra một ngưỡng chuẩn của đời sống: đó có thể là mức thu nhập bình quân, dinh dưỡng, an toàn lương thực, nhà ở v.v Vấn đề này thường liên quan đến việc phân bố đất đai cho các sử dụng cụ thể cũng như phân bổ tài chính và các nguồn tài nguyên khác

b Mức độ quy hoạch sử dụng đất đồi núi

Công tác quy hoạch sử dụng đất đồi núi của một tỉnh có thể triển khai ở

ba mức độ sau:

b1 Quy hoạch vĩ mô

Đây là mức độ quy hoạch ở mức khái quát nhất Công việc trọng tâm là xác định cơ cấu quỹ đất đồi núi theo các mục đích sử dụng: đất rừng đặc dụng, đất rừng phòng hộ và đất sản xuất (đất sản xuất nông nghiệp và đất rừng sản xuất)

Đất sản xuất nông nghiệp bao gồm các loại: đất chuyên lúa, đất lúa màu, đất chuyên rau màu và cây côngnghiệp ngắn ngày, đất nương rẫy, đất trồng cây công nghiệp, đất trồng cây ăn quả, đất trồng cây lâu năm, đất đồng

cỏ chăn nuôi, đất có mặt nước nuôi trồng thủy sản

Theo quyết định của Thủ tướng chính phủ Số 08/2001/QĐ-TTg ngày 11

tháng 01 năm 2001 Về việc ban hành "Quy chế quản lý rừng đặc dụng, rừng

phòng hộ, rừng sản xuất là rừng tự nhiên" quy định:

mục đích sản xuất, kinh doanh lâm sản (trong đó đặc biệt là gỗ và các loại đặc sản rừng) và kết hợp phòng hộ môi trường cân bằng sinh thái

rừng cho mục đích bảo vệ và điều tiết nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu, bảo đảm cân bằng sinh thái và an ninh môi trường".

Rừng phòng hộ bao gồm: rừng phòng hộ đầu nguồn; rừng phòng hộ chống gió hại, chắn cát bay, phòng hộ nông nghiệp, bảo vệ các khu dân cư, các khu đô thị, các vùng sản xuất, các công trình khác; rừng phòng hộ chắn sóng ven biển nhằm ngăn cản sóng, chống sạt lở, bảo vệ các công trình ven biển; rừng phòng hộ môi trường sinh thái, cảnh quan nhằm điều hòa khí hậu, chống ô nhiễm ở khu đông dân cư, các đô thị và các khu công nghiệp, kết hợp phục vụ du lịch, nghỉ ngơi

Rừng phòng hộ được phân chia theo mức độ xung yếu: vùng rất xung yếu và vùng xung yếu

chuẩn hệ sinh thái rừng của quốc gia, nguồn gen thực vật và động vật rừng, nghiên cứu khoa học, bảo vệ di tích lịch sử, văn hóa và danh lam thắng cảnh, phục vụ nghỉ ngơi, du lịch

Rừng đặc dụng được chia thành 3 loại: vườn quốc gia; khu bảo tồn thiên nhiên; khu rừng văn hóa - lịch sử - môi trường (khu rừng bảo vệ cảnh quan) Đối với các khu rừng đặc dụng là vùng hải đảo có thể bao gồm cả hệ sinh thái rừng và hệ sinh thái biển; đối với vườn quốc gia hoặc khu bảo tồn

thiên nhiên là vùng đất ngập nước, bao gồm toàn bộ tài nguyên tự nhiên của

hệ sinh thái đất ngập nước và cả sinh vật thuỷ sinh

Xác định cơ cấu quỹ đất có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong định hướng phát triển kinh tế nông-lâm nghiệp của địa phương Đây chính là cơ sở

để quy hoạch bố trí sản xuất phù hợp nhất trên địa bàn, ổn định và phát triển sản xuất

Những thông tin cần thiết phục vụ quy hoạch sử dụng đất ở mức độ này cần có: diện tích hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp, các tài liệu về các khu

đặc dụng, các tài liệu liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của địa phương, chiến lược phát triển nông lâm nghiệp

Bản đồ thường được xây dựng ở tỷ lệ 1:100.000 (cấp tỉnh), 1:50.000 (cấp huyện)

Gồm các loại: đất có rừng (rừng tự nhiên, rừng trồng, rừng đang tái tạo)

và đất chưa có rừng nhưng được quy hoạch để trồng rừng, phục hồi rừng và phục vụ mục đích lâm nghiệp (đất trống có cỏ IA, đất trống có cây bụi IB và

đất trống có cây gỗ rải rác IC)

- Đất ở đô thị:

Đất xây dựng nhà ở cho dân cư thành phố

- Đất chưa sử dụng:

Là những diện tích đất chưa đưa vào sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, chưa thể khai phá để xây dựng các khu dân cư, xây dựng các thành phố hoặc

sử dụng vào các mục đích chuyên dụng khác Những diện tích đất này thuộc quyền quản lý của Nhà nước

Tuy nhiên tùy thuộc hiện trạng sử dụng đất cụ thể, từng loại sử dụng đất trên có thể chia thành các nhóm nhỏ hơn để phục vụ cho các ngành theo dõi khả năng sử dụng đất và theo dõi, đánh giá sự biến động diện tích giữa các loại hình sử dụng đất khác nhau Các loại hình sử dụng đất này thường xuyên thay đổi do sự phát triển của kinh tế xã hội Việc xây dựng các phương án quy hoạch sử dụng đất thường được tiến hành theo chu kỳ từ 5 năm đến 10 năm (đối với cấp tỉnh)

Những thông tin cần thiết phục vụ quy hoạch sử dụng đất ở mức chi tiết cần có: diện tích hiện trạng các loại hình sử dụng đất, cơ cấu sử dụng đất đai của lãnh thổ, xu hướng sử dụng và biến động của các loại đất đai Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:100.000 (cấp tỉnh), 1:50.000 (cấp huyện) và 1:25.000 hoặc 1:10.000 (ở cấp xã) Với tỉnh Lạng Sơn thì tỷ lệ bản đồ các cấp tương ứng là 1:100.000, 1:50.000 và 1:25.000

b3 Xác định mô hình canh tác

Đây là bước quy hoạch ở mức độ chi tiết, thường ứng dụng trong phạm

vi diện tích nhỏ Nội dung là xây dựng các mô hình sản xuất nông lâm nghiệp kết hợp trên địa bàn đảm bảo hài hòa cả ba lợi ích (kinh tế - xã hội - môi trường sinh thái)

Tùy theo điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội cụ thể của từng vùng để chọn những phương thức sau:

Bản đồ quy hoạch thường được xây dựng ở tỷ lệ lớn 1:25.000; 1:10.000 hoặc 1:5.000, 1:2.000

Căn cứ vào mục tiêu và nội dung của đề tài phương án quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp được xây dựng cho toàn tỉnh trên cơ sở đánh giá tiềm năng đất đai và đề xuất các loại hình sử dụng đất thích hợp với tiềm năng đó Bản đồ quy hoạch được xây dựng ở tỷ lệ 1:100.000

3.1.3 Cơ sở xác định các lớp thông tin phục vụ quy hoạch sử dụng đất

Việc xác định các lớp thông tin để đưa vào CSDL sẽ do mục tiêu, mức

độ trong quy hoạch sử dụng đất quyết định Căn cứ vào mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xây dựng CSDL phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp ở

mức vĩ mô Do đó các lớp thông tin được xác định cụ thể cho từng bước trong phân tích, đánh giá quy hoạch sử dụng đất như sau:

a Trong đánh giá tiềm năng đất đai

Đánh giá tiềm năng đất đai tức là so sánh các yêu cầu về sử dụng đất với tài nguyên đất và khả năng đáp ứng của đất đai Những lớp thông tin căn bản cần có để đánh giá tiềm năng đất đai bao gồm:

Kèm theo hệ hệ thống bản đồ này là hệ thống các bảng biểu thống kê: phân bố diện tích các loại đất (soil) theo lưu vực, đai cao, độ dốc, cảnh quan,

đơn vị hành chính

b Trong phân tích đánh giá khả năng sử dụng đất đai

Đánh giá khả năng sử dụng đất là đánh giá các chỉ tiêu cơ bản của đất (độ dày tầng đất, nhóm đá mẹ, đá gốc, độ dốc địa hình, hiện trạng sử dụng đất

- phân bố các loại cây trồng, thảm thực vật)

Ngoài những lớp thông tin ở trên, cần có thêm các lớp bản đồ hiện trạng

sử dụng đất, các loại hình sử dụng đất ở tỷ lệ tương ứng, ảnh viễn thám ở thời

điểm gần nhất

c Trong quản lý theo dõi diễn biến sử dụng đất

Trong quản lý, theo dõi diễn biến sử dụng đất các lớp thông tin cần thiết

là lớp thông tin về hiện trạng và ảnh viễn thám ở các thời kỳ Khi CSDL đi vào vận hành, khai thác phải cần thêm lớp thông tin về diễn biến sử dụng đất hàng năm

d Trong đề xuất quy hoạch

Để đề xuất phương án quy hoạch cần phải có lớp thông tin hiện trạng và cần thêm các lớp thông tin khác như: bản đồ quy hoạch sử dụng đất hiện có và các quy hoạch liên quan, các chủ trương, chính sách của Nhà nước, định hướng phát triển kinh tế của địa phương, các lớp thông tin về dân cư, sản xuất nông lâm nghiệp qua các năm

3.2 Cơ sở công nghệ của việc xây dựng CSDL phục vụ QHSDĐ

3.2.1 Khái quát về HTTĐL

a Khái niệm

Hệ thông tin địa lý -HTTĐL (Geographic Information System- gọi tắt là GIS -tiếng Anh) là một nhánh của công nghệ thông tin, được hình thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm gần đây HTTĐL được định nghĩa là một hệ thống dùng để nhập, lưu trữ, tính toán, phân tích và hiển thị các dữ liệu địa lý hay dữ liệu không gian phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ

Ngày nay, HTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới HTTĐL có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân v.v đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào

b Thành phần của HTTĐL

b2 HÖ thèng phÇn mÒm

§i kÌm víi hÖ thèng thiÕt bÞ trong HTT§L ë trªn lµ mét hÖ mÒm cã tèi thiÓu 4 nhãm chøc n¨ng sau ®©y:

- Nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ các nguồn khác nhau

- Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức các thông tin không gian và thông tin thuộc tính

- Phân tích biến đổi thông tin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian- thời gian

- Hiển thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện pháp khác nhau

Phần mềm được phân thành ba lớp: hệ điều hành, các chương trình tiện ích đặc biệt và các chương trình ứng dụng

Đường Thủy văn Khu dân cư

1 15

NN 150

LN 300

Thông tin thuộc tính

Hình 3.3 : Cơ sở dữ liệu GIS

b4 Cơ sở tri thức (CSTT) của HTTĐL phục vụ quy hoạch sử dụng đất

Trong phạm vi của đề tài, chỉ xét đến CSTT phục vụ quy hoạch sử dụng

đất Nội dung bao gồm:

- Các quy định, quy trình đã ban hành liên quan đến quy hoạch sử dụng đất

- Các chủ trương, định hướng phát triển kinh tế xã hội liên quan, các đề án quy hoạch liên quan đã có

- Các tổng kết, nghiên cứu về sử dụng đất liên quan (điều kiện địa lý tự nhiên,

đất đai, tập quán canh tác, các loại hình, mô hình sử dụng đất, cơ cấu cây trồng )

- Các mô hình cơ sở về phân tích bản đồ ( mô hình số độ cao DEM, độ dốc, hướng phơi, tạo lưu vực)

- Các mô hình phân tích chồng xếp, đánh giá thường dùng trong quy hoạch sử dụng đất

c Cấu trúc dữ liệu HTTĐL

Dữ liệu thuộc tính

Vị trí địa lý

Đặc điểm không gian

Hình dạng

Dữ liệu thời gian

Thông tin

địa lý

Dữ liệu không gian

Dữ liệu thuộc tính

Điểm

Đường

Vùng

Định tính

Định lượng

Hình 3.4: Dữ liệu GIS

Có hai dạng cấu trúc dữ liệu

cơ bản trong HTTĐL Đó là dữ liệu

không gian và dữ liệu thuộc tính

Đặc điểm quan trọng trong tổ chức

dữ liệu của HTTĐL là: dữ liệu

Dữ liệu không gian có hai dạng cấu

trúc Đó là dạng raster và dạng vector (xem

hình 3.7)

Hình 3.5: Cấu trúc vector và raster

- Cấu trúc raster:

Chia bề mặt không gian theo lớp thành

những phần tử nhỏ bằng một lưới điều hòa

gồm các hàng và cột, tính theo thứ tự bắt đầu từ đỉnh phía trái Những phần tử nhỏ này gọi là những những pixel hay cell Mỗi pixel mang một giá trị đơn Một mặt phẳng chứa đầy các pixel tạo thành raster Cấu trúc này thường được

áp dụng để mô tả các đối tượng, hiện tượng phân bố liên tục trong không gian, dùng để lưu giữ thông tin dạng ảnh (ảnh mặt đất, hàng không, vũ trụ ), một

số dạng mô hình biểu diễn bề mặt như DEM (Digital Elevation Model), DTM (Digital Terrain Model) , TIN (Triangulated Irregular Network) trong CSDL

Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu dạng raster là dễ thực hiện các chức năng

xử lý và phân tích Tốc độ tính toán nhanh, thực hiện các phép toán bản đồ dễ dàng Dễ dàng liên kết với dữ liệu viễn thám Cấu trúc raster có nhược điểm là kém chính xác về vị trí không gian của đối tượng Khi độ phân giải càng nhỏ (kích thước pixel lớn) thì sự sai lệch này càng tăng

- Cấu trúc vector:

Cấu trúc vector mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian bằng tọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữa chúng Về mặt hình học, các đối tượng được phân biệt thành 3 dạng: đối tượng dạng điểm, đối tượng dạng đường và đối tượng dạng vùng Điểm được xác

định bằng một cặp tọa độ X,Y Đường là một chuỗi các cặp tọa độ X,Y liên tục Vùng là khoảng không gian được giới hạn bởi một tập hợp các cặp tọa độ X,Y trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau

Cấu trúc vector không lấp đầy bề mặt, mà chỉ lấp ở những nơi có đối tượng phân bố Cấu trúc này thường dùng với những đối tượng phân bố không liên tục, nhất là thể loại bản đồ đường nét, bản đồ địa hình

Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của các đối tượng được định vị chính xác, cấu trúc này giúp cho người sử dụng dễ dàng biên tập, chỉnh sửa Tuy nhiên cấu trúc này có nhược điểm là khó và phức tạp khi thực hiện các phép xử lý và phân tích Ngoài ra, khi nhận các dữ liệu viến thám hay ảnh quét, phải tiến hành biến đổi dữ liệu khá phức tạp

Có thể chuyển đổi dữ liệu từ cấu trúc raster sang vector và ngược lại thông qua các chức năng của các phần mềm HTTĐL

c2 Dữ liệu thuộc tính

Dữ liệu thuộc tính dùng để mô tả đặc điểm của đối tượng Dữ liệu thuộc tính có thể là định tính - mô tả chất lượng (qualitative) hay là định lượng (quantative) Về nguyên tắc, số lượng các thuộc tính của một đối tượng là không có giới hạn Để quản lý dữ liệu thuộc tính của các đối tượng địa lý trong CSDL, HTTĐL đã sử dụng phương pháp gán các giá trị thuộc tính cho các đối tượng thông qua các biểu đồ, các bảng số liệu Mỗi bảng ghi (record)

đặc trưng cho một đối tượng địa lý, mỗi cột của bảng tương ứng với một kiểu thuộc tính của đối tượng đó

Các dữ liệu trong HTTĐL thường rất lớn và lưu trữ ở các dạng file khác nhau nên tương đối phức tạp Do vậy để quản lý, người ta phải xây dựng các cấu trúc chặt chẽ cho các CSDL

d Các chức năng cơ bản của HTTĐL

Một HTTĐL đầy đủ có những có những chức năng cơ bản sau:

d1 Nhập và biến đổi dữ liệu địa lý

Đây là quá trình biến đổi dạng dữ liệu từ dạng bản đồ giấy, từ tài liệu, văn bản khác nhau thành dạng số để có thể sử dụng được trong HTTĐL

Với dữ liệu văn bản, tài liệu và những thông tin thuộc tính thì nhập qua bàn phím hoặc qua các chương trình xử lý và quản trị số liệu Còn với dữ liệu không gian (bản đồ) thì được số hóa bằng bàn vẽ (Digitizer), hoặc quét vào máy (Scanner) rồi số hóa tự động hoặc bán tự động

Ngoài ra còn có thể nhập từ nguồn dữ liệu HTTĐL đã có và từ nguồn

ảnh viễn thám

Sau khi nhập số liệu và bản đồ vào máy tính, khâu tiền xử lý cho phép hoàn thiện dữ liệu-bản đồ trên máy với các nội dung như:

- Gắn thuộc tính cho các đối tượng bản đồ: thực chất đây là liên kết các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Có thể gán thuộc tính cho đối tượng bằng tay (chọn từng đối tượng và gán thuộc tính) hoặc có thể dùng chương trình (yêu cầu các bảng số liệu và đối tượng bản đồ tương ứng phải có một chỉ

số chung để liên kết)

- Xây dựng cấu trúc topo

- Biên tập các lớp thông tin và trình bầy bản đồ

- Chuyển đổi hệ chiếu

- Chuyển đổi khuôn dạng, cấu trúc dữ liệu bản đồ

- Lưu trữ dữ liệu trong CSDL

- Khôi phục dữ liệu từ CSDL

- Tổ chức dữ liệu theo những dạng cấu trúc dữ liệu thích hợp

- Thực hiện các chức năng lưu trữ và khôi phục trong các thiết bị lưu trữ

- Truy nhập và cập nhật dữ liệu HTTĐL có thể tìm kiếm đối tượng thỏa mãn những điều kiện cho trước một cách dễ dàng và chính xác Có thể chọn lọc đối tượng theo một tiêu chuẩn cho trước để từ đó có thể thực hiện tổng quát hóa tự động

d3 Xử lý và phân tích dữ liệu

HTTĐL cho phép xử lý trên máy tính hàng loạt các phép phân tích bản

đồ và số liệu một cách nhanh chóng chính xác, phục vụ các yêu cầu xây dựng bản đồ và phân tích quy hoạch lãnh thổ HTTĐL có thể thực hiện các phép

biến đổi bản đồ cơ bản (xem phần phụ lục), chồng xếp bản đồ, xử lý dữ liệu không gian theo các mô hình Những kỹ thuật phân tích xử lý chính bao gồm:

- Các phép đo đếm diện tích, chiều dài; thống kê diện tích tự động theo các loại biểu thiết kế

- Các phân tích theo vùng lựa chọn, thống kê vùng biên theo các mục tiêu như: phạm vi thu hút của mạng đường vận chuyển, vùng nguyên liệu cho các nhà máy (buffering), phân loại, phân lớp mới cho các bản đồ vùng

- Các phép nội suy tạo đường đẳng trị, phân tích địa hình (độ dốc, hướng dốc, phân tích hệ thuỷ), mô phỏng không gian, mô tả theo hướng nhìn

- Chồng xếp bản đồ theo các tiêu chuẩn hoặc mô hình tính toán để tạo

ra các bản đồ chuyên đề mới Đưa ra các mô hình dữ liệu và thực hiện các bài toán ra quyết định, các bài toán quy hoạch, phân vùng, dự báo khuynh hướng phát triển

d4 Xuất và trình bày dữ liệu

Đưa ra các báo cáo kết quả của quá trình phân tích, tổng hợp dữ liệu tới người sử dụng Dữ liệu đua ra có thể dưới dạng bản đồ, bảng, biểu đồ, hình vẽ thể hiện bằng hình ảnh trên màn hình, máy in, máy vẽ hoặc được ghi trên các thiết bị từ dưới dạng số

3.2.2 Phương pháp xây dựng bản đồ quy hoạch sử dụng đất

a Phương pháp xây dựng bản đồ quy hoạch truyền thống

Đây là những phương pháp chủ yếu thường được áp dụng trong QHSDĐ Những phương pháp này là những bước cơ bản khi xây dựng các phương án quy hoạch Chỉ có điều, những dữ liệu bản đồ cơ sở cũng như bản

đồ kết quả và các tính toán được thực hiện thủ công trên các bản đồ giấy Đây cũng là cơ sở, nền tảng để xây dựng các bản đồ quy hoạch sử dụng đất bằng công nghệ GIS Có 3 phương pháp truyền thống để xây dựng bản đồ QHSDĐ như sau

a1 Phương pháp phân tích theo đơn vị l∙nh thổ cơ sở

Phương pháp này bao gồm các nội dung sau:

- Xây dựng các đơn vị lãnh thổ cơ sở trên cơ sở phân chia khu vực nghiên cứu thành những đơn vị đồng nhất về các thành phần tự nhiên, kinh tế, xã hội (đồng nhất về độ cao, độ dốc, thổ nhưỡng ) Xác định giá trị các thành phần trên cho từng đơn vị cơ sở

- Xây dựng các tiêu chuẩn quy hoạch sử dụng đất cho từng thành phần trên đối với mỗi loại hình sử dụng đất và xếp các đơn vị cơ sở vào những loại hình sử dụng đất tương ứng Từ đó xây dựng bản đồ quy hoạch sử dụng đất Hoặc có thể phân loại các đơn vị cơ sở theo tổng hợp các dấu hiệu thành phần,

từ đó phân tích và xác định các kiểu sử dụng đất cho từng loại

a2 Phương pháp chuyên gia trong xây dựng bản đồ quy hoạch sử dụng đất

Phương pháp này bao gồm các bước sau:

- Xác định các loại hình sử dụng đất và xây dựng các tiêu chuẩn cho những loại hình này

- Phân loại và xây dựng các bản đồ thành phần có liên quan theo những tiêu chuẩn trên (bao gồm bản đồ phân loại độ dốc, bản đồ phân vùng kiểu địa hình, bản đồ lập địa, bản đồ phân vùng sinh thái )

- Tổng hợp các bản đồ thành phần này lên bản đồ chung, tổng hợp, chọn lọc và khái quát hóa để xây dựng bản đồ quy hoạch sử dụng đất

a3 Phương pháp kết hợp chuyên gia và mô hình hồi quy định lượng

Đây là phương pháp thường dùng trước đây, khi kỹ thuật GIS còn chưa phổ biến Phương pháp này dựa theo những nguyên tắc sau:

- Có thể mô tả định lượng (hoặc dùng phương pháp cho điểm) cho các bản đồ thành phần dựa trên lưới ô cơ sở (kích thước tùy chọn phụ thuộc vào tỷ

lệ bản đồ xây dựng)

- Bước tiếp theo sẽ có ý kiến và sự tham gia của các chuyên gia xác

định trên các điểm thực địa về các loại hình sử dụng đất, các kiểu sử dụng đất (theo các thang điểm tương ứng) Từ đó sẽ xây dựng được phương trình hồi