Đánh giá biến động sử dụng đất bằng công nghệ ảnh viễn thám tại huyện bố trạch, tỉnh quảng bình

Với các kết quả đạt được, có thể nhận thấy việc sử dụng công nghệ viễn thám là phương pháp có hiệu quả với độ chính xác khá cao, tiết kiệm chi phí trong việc phân loại vàđánh giábiến độn

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐINH VŨ LONG

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ ẢNH VIỄN THÁM TẠI HUYỆN BỐ TRẠCH,

TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KIỂM SOÁT VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

HUẾ - 2017

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐINH VŨ LONG

ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ ẢNH VIỄN THÁM TẠI HUYỆN BỐ TRẠCH,

TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KIỂM SOÁT VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Mã số: 60850103

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN HOÀNG KHÁNH LINH

HUẾ – 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm nghiên cứu, tìm hiểu của riêng cá nhân tôi Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày hoặc là của cá nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình

Huế, ngày tháng năm 2017

Người cam đoan

Đinh Vũ Long

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Huế và Khoa Tài nguyên đất & Môi trường nông nghiệp; Phòng Đào tạo Sau đại học đã tận tình truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và viết Luận văn tốt nghiệp

Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn cô giáo TS Nguyễn Hoàng Khánh Linh, người hướng dẫn khoa học, đã rất chu đáo và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm Luận văn này

Xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Bình, Phòng Tài nguyên huyện Bố Trạch và Văn Phòng Đăng ký Quyền sử dụng đất huyện

Bố Trạch, tỉnh Quảng Bìnhđã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc thu thập số liệu ngoại nghiệp cũng như số liệu để phục vụ cho Luận văn này

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn cơ quan, đồng nghiệp, gia đình và bạn bè

đã động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần để tôi hoàn thành Luận văn này

Huế, ngày tháng năm 2017

Học viên

Đinh Vũ Long

- Nghiên cứu lý thuyết về tình hình sử dụng đất, viễn thám vàGIS

- Thu thập dữ liệu ảnh vệ tinh, các số liệu thống kê, kiểm kê Từ đó tiến hành giải đoán ảnh vệ tinh thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005, 2010, 2016 và bản

đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2010, 2010 - 2016

- Rút ra các kết luận về kết quả đạt được và đánh giá phương pháp thựchiện Sau quá trình thực hiện, luận vănđã thu được một số kết quảsau:

- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Bố Trạch năm 2005, 2010, 2016 (tỷ lệ 1:25000) với 5 loại hình sử dụng đất bao gồm: đất rừng, đất nông nghiệp, đất xây dựng, mặt nước, đất cát

Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005 – 2010, 2010 – 2016 ( tỷ lệ 1:25000)

Với các kết quả đạt được, có thể nhận thấy việc sử dụng công nghệ viễn thám là phương pháp có hiệu quả với độ chính xác khá cao, tiết kiệm chi phí trong việc phân loại vàđánh giábiến động sử dụng đất tại huyện Bố Trạch

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MUC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích, mục tiêu của đề tài 2

2.1 Mục đích 2

2.2 Mục tiêu 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Đất đai và loại hình sử dụng đất 4

1.1.2 Hệ thống viễn thám và ảnh viễn thám 6

1.2 Cơ sởthực tiễn của vấn đề nghiên cứu 11

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 12

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 13

1.3 Một số đề tài nghiên cứu có liên quan 15

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 17

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 17

2.2 Nội dung nghiên cứu 17

2.3 Phương pháp nghiên cứu 17

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 17

2.3.2 Phương pháp xử lý dữ liệu ảnh viễn thám bằng các phần mềm chuyên dụng 19

2.3.3 Phương pháp điều tra mẫu 20

2.3.4 Phương pháp đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh 20

2.3.5 Phương pháp phân tích trong GIS 21

2.3.6 Phương pháp so sánh 21

2.3.7 Phương pháp chuyên gia 21

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22

3.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình quản lý, sử dụng đất của huyện Bố Trạch 22

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 22

3.1.2 Tình hình kinh tế, xã hội huyện Bố Trạch 31

3.1.3 Tình hình quản lý đất của huyện Bố Trạch 33

3.2 Phân loại ảnh vệ tinh và thành lập bản đồ sử dụng đất huyện Bố Trạch 40

3.2.1 Tiền xử lý ảnh 40

3.2.2 Nắn ảnh 43

3.2.3 Giải đoán ảnh vệ tinh, xây dựng bản đồ sử dụng đất tại ba thời điểm 45

3.3 Đánh giá biến động sử dụng đất huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2005 – 2016 47

3.3.1 Chồng xếp bản đồ sử dụng đất của huyện Bố Trạch giai đoạn 2005 – 2010, 2010 – 2016 47

3.3.2 Biến động sử dụng đất huyện Bố Trạch giai đoạn 2005 – 2010, 2010 – 2016 49

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

4.1 Kết luận 56

4.2 Kiến nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GIS Geographic Information System- Hệ thống thông tin địa lý

GPS Global Positioning System - Hệ thống Định vị Toàn cầu

NDVI Nomarlized Difference Vegetation Index- Chỉ số khác biệt thực vật

UBND Uỷ Ban Nhân dân

UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization

-Tổchức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốcFAO Food and Agriculture Organization of the United Nations - Tổ chức Lương thực

và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật ảnh Landsat 18

Bảng 2.2 Số mẫu từng loại hình sử dụng đất 20

Bảng 3.1 Phân loại đất huyện Bố Trạch 26

Bảng 3.2 Các thông số cơ bản của ảnh Landsat sử dụng trong đề tài 40

Bảng 3.3 Ma trận sai số phân loại ảnh 46

Bảng 3.4 Ma trận biến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2005-2010 sau khi chồng lớp (Đơn vị tính: ha) 48

Bảng 3.5 Ma trậnbiến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2010-2016 sau khi chồng lớp (Đơn vị tính: ha) 49

Bảng 3.6 Thông kê tổng diện tích các loại hình biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2010 49

Bảng 3.7 Thông kê tổng diện tích các loại hình biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2016 50

Bảng 3.8 Bảng số liệu thống kê thu thập năm 2016 và số liệu thống kê giải đoán ảnh năm 2016 53

Bảng 3.9 Bảng so sánh số liệu thống kê thu thập năm 2010 và số liệu thống kê giải đoán ảnh năm 2010 54

Bảng 3.10 Bảng so sánh số liệu thống kê thu thập năm 2005 và số liệu thống kê giải đoán ảnh năm 2005 54

DANH MUC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Phổ phản xạ của thực vật, đất và nước 7

Hình 1.2 Sự tương tác sóng điện từ với vật thể 8

Hình 1.3 Ảnh vệ tinh với độ phân giải không gian khác nhau 9

Hình 1.4 Ảnh SPOT 5 chụp ba kênh green, red và hồng ngoại 9

Hình 1.5 Ảnh có 20 pixels ghi nhận thông tin theo 8 bits 10

Hình 2.1 Khung logic của quy trình giải đoán ảnh viễn thám 19

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí địa lý huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình 22

Hình 3.2 Ảnh Landsat 8 trước và sau khi hiệu chỉnh bức xạ của Kênh 4 và Kênh 5 41

Hình 3.3 Hộp thoại thể hiện các kênh ảnh được ghép 42

Hình 3.4 Ảnh huyện Bố Trạch chụp ngày 7 tháng 4 năm 2016 trước và sau khi cắt ranh giới 42

Hình 3.5 Ảnh trước khi tăng cường chất lượngảnh 43

Hình 3.6 Ảnh sau khi tăng cường chất lượngảnh 43

Hình 3.7 Sự phân bố các điểm khống chế 44

Hình 3.8 Danh sách các điểm khống chế chọn nắn ảnh và sai số nắn ảnh 44

Hình 3.9 Các điểm GPS từ thực địa và kết quả chọn vùng mẫu 45

Hình 3.10 kết quả sau khi phân loại ảnh 45

Hình 3.11 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Bố Trạch năm 2005 46

Hình 3.12 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Bố Trạch năm 2010 47

Hình 3.13 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Bố Trạch năm 2016 47

Hình 3.14 Ảnh chồng xếp bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005 – 2010 và giai đoạn 2010 – 2016 48

Hình 3.15 Biểu đồ thống kê tổng diện tích các loại hình biến động giai đoạn 2005-2010 (Đơn vị: ha) 51

Hình 3.16 Biểu đồ thống kê tổng diện tích các loại hình biến động giai đoạn 2010-2016 (Đơn vị: ha) 52

Hình 3.17 Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2005-2010 52

Hình 3.18 Bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2016 53

Hình 3.16: Phỏng vấn cán bộ Phòng tài nguyênvà Văn phòng Đăng ký quyền sử dụng đất 68

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Đối với bất kỳ một quốc gia nào, đất đai cũng là nguồn lực quan trọng hàng đầu cho sự phát triển kinh tế, kỹ thuật, cơ sở hạ tầng xã hội nó luôn cố định về diện tích, vị trí không gian và vô hạn về thời gian sử dụng

Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa cùng với gia tăng dân số đã và đang gây sức ép lớn trong việc sử dụng đất nước ta hiện nay, kéo theo hàng loạt các biến động về quỹ đất và tình hình sử dụng đất theo cả chiều hướng tích cực lẫn tiêu cực đến các vấn đề môi trường tự nhiên và môi trường xã hội Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học hiện đại đòi hỏi thông tin phải nhanh chóng, chính xác, kịp thời Đặc biệt, đất đai luôn biến động từng ngày, từng giờ nên việc cập nhật, tra cứu, đánh giá biến động đất đai để hoạch định ra những phương án sử dụng đất trong tương lai là vô cùng cần thiết

Sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật tính toán và công nghệ thông tin cùng với

sự không ngừng hoàn thiện của lý thuyết đo ảnh trong những thập kỷ gần đây đã cho

ra đời công nghệ viễn thám, với tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao phản ánh trung thực về bề mặt trái đất tại thời điểm chụp, hàm lượng thông tin lớn, được thu nhận trên nhiều dải sóng, đang là nguồn dữ liệu phong phú và trực quan giúp cho các nhà nghiên cứu về bề mặt và các quá trình tự nhiên trên mặt đất một cách hiệu quả Kết hợp với khả năng xử lý số liệu của hệ thống thông tin địa lý (GIS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và phần mềm giải đoán ảnh viễn thám, công nghệ viễn thám đã tạo ra một công

cụ mạnh trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung và tài nguyên rừng nói riêng Công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên Thế giới trong nhiều lĩnh vực Dữ liệu viễn thám với đặc điểm đa thời gian, xử lý ngắn và phủ trùm khu vực rộng là một công cụ hữu hiệu cho việc theo dõi biến động sử dụng đất Cùng với đó, thiết bị tin học được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý nhanh chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ Vì vậy, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ GIS (Hệ thống thông tin địa lý) sẽ góp phần khắc phục nhiều hạn chế của phương pháp truyền thống và đặc biệt hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá biến động trong quá trình sử dụng đất đai

Huyện Bố Trạch nằm ngay cửa ngõ phía Bắc thành phố Đồng Hới – thủ phủ của tỉnh Quảng Bình, huyện lỵ là thị trấn Hoàn Lão, thị trấn Nông trường Việt trung Huyện Bố Trạch có 30 xã, thị trấn Huyện có nhiều điều kiện thuận lợi về vị trí địa lý, thế mạnh về thương mại và dịch vụ du lịch: có các tuyến đường giao thông huyết mạch chạy qua là đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 1A, đường sắt Bắc Nam Trạch và các tỉnh lộ

2, 2B, 3, 11 nối hệ thống quốc lộ 1A; đường Hồ Chí Minh và đường 20 tạo thành

mạng lưới giao thông ngang – dọc tương đối hoàn chỉnh; Bố Trạch có cửa khẩu Cà Roòng – Noọng Ma (Việt Nam – Lào), các danh thắng nổi tiếng như vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng được UNESCO công nhận di sản thiên nhiên thế giới,khu du lịch nghỉ mát Đá Nhảy, động Thiên Đường,Hang Sơn Đoòng Vì vậy, huyện Bố Trạch

có một vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Bình Trong thời gian qua cơ cấu kinh tế của huyện chuyển dịch mạnh mẽ từ nông nghiệp sang công nghiệp và dịch vụ, du lịch, đất đai của huyện thường xuyên có sự biến động, do

đó việc cập nhật, chỉnh lý những thông tin biến động về đất đai một cách kịp thời, chính xác là rất cần thiết

Nhận thức được vai trò và tầm quan trọng của việc đánh giá biến động đất đai phục vụ công tác quản lý sử dụng đất được hiệu quả, từng bước hiện đại hơn tôi tiến

hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá biến động sử dụng đất bằng công nghệ ảnh viễn thám tại huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình”

2 Mục đích, mục tiêu của đề tài

Trong bối cảnh ứng dụng công nghệ không gian và tin học đang phát triển bùng

nổ trên thế giới, việc triển khai nghiên cứu sử dụng thông tin viễn thám trong ngành khoa học về Trái đất tại Việt Nam có ý nghĩa khoa học – công nghệ to lớn, nhằm rút ngắn khoảng cách chênh lệch về trình độ công nghệ ở nước ta so với các nước trong khu vực và quốc tế

Những kết quả đề tài sẽ góp phần vào nguồn tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý xây dựng chính sách, nâng cao năng lực kỹ thuật, quản lý tài nguyên đất và xây dựng mô hình dự đoán quá trình sử dụng đất

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Theo thời gian thì huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình ngày càng phát triển, các hình thức sử dụng đất trên địa bàn huyện cũng sẽ thay đổi theo nhiều chiều hướng khác nhau Việc ứng dụng công nghệ mới trong nghiên cứu sử dụng đất sẽ rất có hiệu quả trong nghiên cứu, rút ngắn được rất nhiều thời gian so với các công tác khảo sát đo đạc ngoại nghiệp truyền thống trước đây

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Đất đai và loại hình sử dụng đất

1.1.1.1 Đất đai

Theo Dale và Mc Laughin (1988) Đất là “Bề mặt của trái đất, vật chất phía dưới, không khí phía trên và tất cả những thứ gắn với nền đất” Còn theo Stephen Hauking (nhà vật lý người Anh), lớp mặt của trái đất gọi là thổ nhưỡng, được hình thành là do tác động lẫn nhau của khí quyển, nước, sinh vật, đá mẹ qua thời gian lâu dài Theo Lucreotit (Triết gia La Mã): “Đất là mẹ của muôn loài, không có cái gì không từ lòng mẹ Đất mà ra” Nhà kinh tế học người Italia Williams Petty có quan điểm: “Lao động là cha, đất là mẹ sản sinh ra mọi của cải vật chất của thế giới này”(Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007)

Theo quan điểm của C Mác: Đất là tài sản mãi mãi với loài người, là điều kiện cần để sinh tồn, là điều kiện không thể thiếu được để sản xuất, là tư liệu sản xuất cơ bản trong nông lâm nghiệp

Theo quan điểm của FAO thì đất được xem như là tổng thể của nhiều yếu tố gồm: Khí hậu, địa hình, đất, thổ nhưỡng, thủy văn, thực vật, động vật, những biến đổi của đất do hoạt động của con người

Theo Từ điển bách khoa Việt Nam thì đất là lớp mỏng trên cùng của vỏ Trái đất tương đối tơi xốp do các loại đá phong hoá ra, có độ phì, trên đó cây cỏ có thể mọc được Đất hình thành do tác động tổng hợp của nước, không khí và sinh vật lên đá mẹ

Nếu nhìn nhận đất đai trên phương diện từ vạt đất thì đất đai là một phần diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm cả các yếu tố cấu thành môi trường sinh thái ngay trên và dưới bề mặt đất

Như vậy, tùy theo quan điểm trong từng lĩnh vực về chuyên môn mà đất đai được các tác giả nhìn nhận trên các phương diện khác nhau và có nhiều ý nghĩa khác nhau

Tuy nhiên, hiện nay khi nói đến đất người ta thường dùng hai khái niệm là đất (soil) và đất đai (land) Đất (soil) là lớp đất mặt của vỏ trái đất gọi là thổ nhưỡng Thổ nhưỡng phát sinh là do tác động lẫn nhau của khí trời (khí quyển), nước (thủy quyển), sinh vật (sinh quyển) và đá mẹ (thạch quyển) qua thời gian lâu dài Khái niệm đất theo nghĩa đất đai (land) có thể được hiểu theo nhiều cách khác nhau, đất như là không gian, cộng đồng lãnh thổ, vị trí địa lý, nguồn vốn, môi trường, tài sản Trong quản lý Nhà nước về đất đai người ta thường đề cập đến đất đai theo khái niệm đất (land)

Về phân loại đất (land/soil classification), hiện nay trên thế giới tùy theo mục đích phân loại mà có nhiều cách phân loại đất khác nhau Hiện nay, ở nước ta đất thường được phân loại theo hai cách: Phân loại đất theo thổ nhưỡng và phân loại đất theo mục đích sử dụng Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng ta chỉ quan tâm đến cách phân loại đất theo mục đích sử dụng (land classification)

Ở Việt Nam, Luật đất đai đầu tiên năm 1987 quy định đất đai được phân làm 5 loại theo mục đích sử dụng, gồm đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất khu dân cư, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng Luật đất đai 1993 quy định đất đai được phân thành

6 loại theo mục đích sử dụng, gồm đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất khu dân cư nông thôn, đất đô thị, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng

Cách phân loại đất theo Luật đất đai 1987 và Luật đất đai 1993 vừa được phân theo mục đích sử dụng, lại vừa theo địa bàn gây nên sự chồng chéo Để khắc phục tình trạng này, Luật Đất đai 2003 và mới nhất Luật Đất đai 2013 có hiệu lực từ ngày 01 tháng 7 năm 2014 quy định căn cứ theo mục đích sử dụng, đất đai được phân thành 3 nhóm: Nhóm đất nông nghiệp, nhóm đất phi nông nghiệp, nhóm đất chưa sử dụng

- Nhóm đất nông nghiệp: Đất nông nghiệp là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệm, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng Nhóm đất nông nghiệp được phân thành các phân nhóm gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác

- Nhóm đất phi nông nghiệp: Đất phi nông nghiệp là đất đang được sử dụng không thuộc nhóm đất nông nghiệp Nhóm đất phi 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 và đất phi nông nghiệp khác Trong các phân nhóm của nhóm đất nông nghiệp, phi nông nghiệp lại được chia thành nhiều loại đất khác nhau

- Nhóm đất chưa sử dụng: Đất chưa sử dụng là đất chưa xác định mục đích sử dụng Đất chưa sử dụng bao gồm đất bằng chưa sử dụng, đất đồi núi chưa sử dụng, núi

đá không có rừng cây

Tóm lại, theo mục đích sử dụng đất, ở nước ta đất được chia làm 3 loại: Đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp và đất chưa sử dụng Với tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng cao như hiện nay, đất nông nghiệp luôn có xu hướng chuyển sang đất phi nông nghiệp với diện tích lớn (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007)

1.1.1.2 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

kỹthuật được xác định Các thuộc tính của loại hình sử dụng đất bao gồm sản phẩm, lợi ích, định hướng thị trường, trình độ người sử dụng đất

Những loại hình sử dụng đất có thể hiểu theo nghĩa rộng là các loại hình sử dụng đất chính hoặc có thể được mô tả chi tiết hơn với khái niệm các kiểu sử dụng đất 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 Nhiều khi người ta không tách bạch các loại hình 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 (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007)

1.1.2 Hệ thống viễn thám và ảnh viễn thám

1.1.2.1 Các khái niệm cơ bản

a Khái niệm viễn thám

Viễn thám là khoa học thu thập, xử lý, thể hiện hình ảnh và dữ liệu liên quan có được từ các thiết bị trên mặt đất, không trung và không gian bằng cách ghi lại sự tương tác giữa vật chất (mục tiêu) và bức xạ điện từ

Viễn thám sử dụng phổ điện từđể ghi nhận hình ảnh mặt đất, đại dương và khí quyển (Trần Quốc Vinh, 2003)

Viễn thám thường sử dụng 4 tính chất cơ bản của bức xạ điện từ đó là tần số hay bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt phẳng phân cực để thu nhận thông tin từ các đối tượng Ví dụ, tần số hay bước sóng liên quan đến màu sắc của vật thể trong vùng ánh sáng khả kiến

Tùy thuộc vào bước sóng điện từ, phản xạ hay bức xạ từ các vật thể được thu nhận bởi bộ cảm biến sẽ tạo ra các ảnh viễn thám có màu sắc khác nhau Thể hiện màu

dữ liệu ảnh vệ tinh giữ vai trò rất quan trọng trong việc giải đoán ảnh bằng mắt, nếu ảnh đa phổ gồm 3 kênh được ghi nhận tương ứng cùng vùng phổ của đỏ, lục và xanh

lơ sẽ cho phép tái tạo màu tự nhiên trên màn hình hiển thị ảnh Ví dụ, lá cây sẽ có màu xanh trên ảnh như sự cảm nhận của con người ngoài thực tế, vì chất diệp lục hấp thụ ánh sáng có bước sóng xanh lơ và đỏ đồng thời phản xạ ánh sáng có bước sóng xanh

lục Ngược lại, nếu thông tin ghi nhận trên vùng phổ không nhìn thấy (sóng hồng ngoại) sự tổ hợp màu với kênh phổ hồng ngoại sẽ không cho màu tự nhiên, trường hợp này được gọi là tổ hợp màu hồng ngoại Trên tổ hợp màu này, các đối tượng được thể hiện giống như thể hiện trên film hồng ngoại

Ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng do bộ cảm biến nhận được trong dải phổ đã xác định Các đại lượng này của vật thể thường được gọi là đặc trưng phổ

Phản xạ phổ ứng với từng lớp phủ mặt đất cho thấy có sự khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể, điều này cho phép viễn thám có thể xác định hoặc phân tích được đặc điểm của lớp phủ thông qua việc đo lường phản xạ phổ Hình 1.1 cho thấy phản xạ phổ ứng với một số lớp phủ đặc trưng của mặt đất (trục ngang thể hiện bước sóng, trục đứng thể hiện phần trăm năng lượng điện từ phản xạ), trong đó thực vật có phản xạ rất cao trong vùng gần hồng ngoại, đất cho sự phản xạ khá cao đối với hầu hết các vùng phổ nhưng nước hầu như không phản xạ trong vùng hồng ngoại (hấp thụ hoàn toàn năng lượng sóng hồng ngoại)

Hình 1.1 Phổ phản xạ của thực vật, đất và nước

Năng lượng sóng điện từ hấp thụ nhiều hay ít tùy thuộc vào bước sóng và loại vật thể Năng lượng của bức xạ điện từ (E) khi tương tác với vật thể một phần sẽ bị hấp thụ (EA), một phần phản xạ (ER) và một phần truyền qua vật thể (ET)

Hình 1.2 Sự tương tác sóng điện từ với vật thể

Theo định luật bảo toàn năng lượng thì E = EA + ER + ET

Đặt trưng của bề mặt đất có thể phân biệt bằng cách so sánh năng lượng phản

xạ ER của từng vật thể khác nhau ứng với từng bước sóng và phản xạ phổ được xác định bởi ER/E

Năng lượng sóng điện từ do nguồn cung cấp là mặt trời, khi truyền tới mặt đất

sẽ bị hấp thụ hoặc tán xạ bởi các phân tử nước và khí có trong lớp khí quyển Tùy thuộc vào bước sóng, ảnh hưởng của khí quyển đến phản xạ phổ ứng với từng loại lớp phủ mặt đất cho thấy có sự khác nhau theo vị trí cũng như thời gian trong năm

Do các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua năng lượng bức xạ

từ vật thể hay phản xạ của vật thể đối với năng lượng bức xạ do mặt trời cung cấp, nếu năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được thu nhận bởi bộ cảm biến (sensor) đặt trên vật mang (platform của vệ tinh), ta có thể nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường khí quyển xung quanh trái đất thông qua những đặt trưng riêng về sự phản xạ sóng điện từ (Trần Quốc Vinh, 2003)

c Ảnh viễn thám

Ảnh viễn thám (còn gọi là ảnh vệ tinh) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt trái đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh Tùy thuộc vào vùng bước sóng được sử dụng để thu nhận, ảnh viễn thám được phân thành ba loại cơ bản:

Ảnh quang học: Nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời;

Ảnh nhiệt: Nguồn năng lượng chính là bức xạ nhiệt của vật thể;

Ảnh rada: Nguồn năng lượng chính là sóng rada phản xạ từ các vật thể do vệ

tinh phát xuống theo những bước sóng đã được xác định

Vùng phủ mặt đất rộng hay hẹp (diện tích nhất định trên bề mặt trái đất) tương ứng với phần tử ảnh gọi là độ phân giải không gian hay độ phân giải mặt đất của ảnh viễn thám, tùy vào loại vệ tinh và kích thước của pixel đã được xác định trước khi thiết

kế bộ cảm biến mà ảnh viễn thám có độ phân giải không gian khác nhau Ngoài ra, cùng một lớp phủ mặt đất tương ứng với phần tử ảnh sẽ có giá trị độ sáng của pixel khác nhau theo từng loại bước sóng (ảnh chụp đa phổ) Do đó ứng với vùng phủ nhất định, thông tin cơ bản được cung cấp bởi ảnh vệ tinh sẽ khác nhau phụ thuộc vào kích thước của pixel và phạm vi bước sóng được sử dụng bởi từng loại vệ tinh

Hình 1.3 thể hiện các ảnh vệ tinh chụp trên cùng một diện tích nhất định trên bề mặt trái đất nhưng có độ phân giải không gian khác nhau (20m, 10m và 5m) và hình 1.4 thể hiện các ảnh vệ tinh chụp trên các kênh phổ khác nhau

20m pixel 10m pixel 5m pixel

Hình 1.3 Ảnh vệ tinh với độ phân giải không gian khác nhau

Kênh phổ “lục” Kênh phổ “đỏ” Kênh phổ “hồng ngoại”

Hình 1.4 Ảnh SPOT 5 chụp ba kênh green, red và hồng ngoại

Để lưu trữ, xử lý và hiển thị ảnh vệ tinh trong máy tính kiểu Raster, tùy thuộc vào số bit dùng để ghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ có một giá trị hữu hạn ứng với từng cấp độ xám (giái trị độ sáng của pixel: BV – Brightness Value) Ví dụ 7 bits cho 128 cấp độ xám (0-127) và 8 bits cho 256 cấp (0-255) 0 tương ứng đen và 255 là trắng

Hình 1.5 thể hiện ảnh số có các phần tử ảnh (pixel) được xác định bởi hàng và cột ghi nhận thông tin theo giá trị từ 0 đến 255

Hình 1.5 Ảnh có 20 pixels ghi nhận thông tin theo 8 bits

Số bit dùng để ghi nhận thông tin (thang cấp độ xám) được gọi là độ phân giải bức xạ của ảnh vệ tinh, độ phân giải bức xạ thể hiện sự thay đổi nhỏ nhất của cường độ phản xạ sóng từ các vật thể được xác định bởi bộ cảm biến

Ảnh toàn sắc chỉ bao gồm một kênh phổ nên thường được giải đoán như ảnh đen trắng, ảnh đa phổ gồm nhiều kênh phổ Để hiển thị, từng kênh của ảnh đa phổ được thể hiện lần lượt dưới dạng ảnh gray scale (cấp độ xám) mà mỗi pixel có giá trị hữu hạn ứng với từng cường độ phản xạ năng lượng của vật thể trên mặt đất, hoặc phối hợp ba kênh ảnh thể hiện cùng lúc dưới dạng ảnh tổ hợp màu Việc giải đoán ảnh tổ hợp màu đòi hỏi phải có kiến thức về đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng trong ảnh (Phạm Vọng Thành, 2013)

d Ảnh landsat

Ảnh Landsat có nhiều thế hệ với số lượng kênh phổ và độ phân giải khác nhau Tuy nhiên, thế hệ ảnh Landsat TM được thu từ vệ tinh Landsat 4 và 5, ảnh Landsat ETM+ được thu từ vệ tinh Landsat 7, ảnh Landsat 8 được thu về từ Vệ tinh thế hệ thứ

8 đã được Mỹ phóng thành công lên quỹ đạo vào ngày 11/02/2013 với tên gọi gốc Landsat Data Continuity Mission (LDCM) được sử dụng phổ biến nhất Đây là dự án hợp tác giữa NASA và cơ quan Đo đạc Địa chất Mỹ Nhiệm vụ của Landsat 8 là cung cấp những thông tin quan trọng trong nhiều lĩnh vực như quản lý năng lượng và nước, theo dõi rừng, giám sát tài nguyên môi trường, quy hoạch đô thị, khắc phục thảm họa

và lĩnh vực nông nghiệp được sử dụng phổ biến nhất Ảnh Landsat TM gồm 6 kênh phổ nằm trên dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại với độ phân giải không gian 30mx30m

và một giải phổ hồng ngoại nhiệt ở kênh 6, độ phân giải 120mx120m để đo nhiệt độ bề mặt Ảnh Landsat ETM+ ghi phổ trên 8 kênh ở các bước sóng giống như của ảnh Landsat TM, điều khác biệt là ở Landsat ETM+, kênh hồng ngoại nhiệt (Thermal) có

độ phân giải cao hơn (60mx60m) và có thêm kênh toàn sắc (Pan) với độ phân giải không gian là 15mx15m[39],[40]

11 18 27 26 26

120 130 145 225 252

1 2 3 4

BV14 = 26

BV24

1.1.2.2 Lịch sử phát triển của công nghệ viễn thám

Viễn thám (Remote sensing) được định nghĩa bằng nhiều từ ngữ khác nhau, nhưng nói chung đều thống nhất theo quan điểm chung là khoa học và công nghệ thu thập thông tin của vật thể mà không tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó

Định nghĩa sau đây có thể coi là tiêu biểu: “Viễn thám là khoa học và công nghệ mà theo đó các đặc tính đối tượng quan tâm được nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng” Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể, một vùng hay một hiện tượng

Trong khoảng ba thập kỷ gần đây khi công nghệ vũ trụ đã cho ra đời các ảnh số thu nhận từ các vệ tinh trên quỹ đạo của trái đất viễn thám đã thực sự phát triển mạnh

mẽ Nhưng thực ra viễn thám đã có lịch sử lâu đời Ảnh chụp (film) được sử dụng cho nghiên cứu mặt đất đã xuất hiện từ thế kỷ 19 Năm 1839, Louis Daguere (1789-1881) đưa ra báo cáo về thí nghiệm hoá ảnh của mình khởi đầu cho ngành chụp ảnh Ảnh chụp về bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu sử dụng từ năm 1858 Bức ảnh chụp đầu tiên về Trái đất từ khinh khí cầu chụp vùng Bostom vào năm 1860 bởi James Wallace Black, 1860

Sự phát triển của viễn thám đi liền với sự phát triển của công nghệ vũ trụ

phục vụ cho việc nghiên cứu trái đất và vũ trụ

1.1.2.3 Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám

Sóng điện từ được phản xạ hay bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng Ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng đã xác định Đo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép tách thông tin hữu ích về từng loại lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể

1.2 Cơ sởthực tiễn của vấn đề nghiên cứu

Trong những năm qua, từ việc xác định mục đích sử dụng đất trên bề mặt trái đất cùng với việc bổ sung thông tin chúng ta đã xác định được quá trình chuyển đổi các loai hình sử dụng đất trên bề mặt lớp phủ Tuy nhiên việc xác định đang còn trong phạm vi nhỏ lẻ chưa mang tính tổng quát, đang còn căn cứ vào quy hoạch sử dụng đất hoặc hồ sơ chuyển mục đích Ngày nay việc quan sát lớp phủ không chỉ dừng lại ở việc quan sát bằng mắt, căn cứ vào bản đồ quy hoạch trên giấy tờ nữa mà còn sử dụng

cả ảnh viễn thám chụp trực tiếp bề mặt trái đất từ trên cao Do vậy, việc xác định hiện trạng sử dụng đất tại một thời điểm là rất dễ dàng và chính xác, đó là cơ sở để chúng ta xác định được sự thay đổi sử dụng đất của một khu vực tại hai thời điểm

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Việc sử dụng kết hợp viễn thám và GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong thời đại ngày nay GIS bắt đầu được xây dựng

ở Canada từ những năm 60 của thế kỷ XX và đã được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới Sau khi vệ tinh quan sát trái đất Landsat đầu tiên được phóng vào năm 1972, các dữ liệu viễn thám được xem là nguồn thông tin đầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nó Ngày nay, Trái đất được nghiên cứu thông qua một dải quang phổ rộng với nhiều bước sóng khác nhau từ sải sóng nhìn thấy được đến dải sóng hồng ngoại nhiệt Các thế hệ vệ tinh mới được bổ sung thêm các tính năng quan sát trái đất tốt hơn với những quy mô không gian khác nhau Vệ tinh cung cấp một lượng thông tin khổng lồ và phong phú

Trong thời gian đầu, những nghiên cứu về biến động sử dụng đất chỉ đơn giản

là phát hiện những thay đổi sử dụng đất ở những khu vực cụ thể bằng kỹ thuật viễn thám và GIS (Kianoush Suzanchi và Ravinder Kaur, 2011)

Có thể kể đến dự án quốc tế về nghiên cứu biến động sử dụng đất và lớp phủ được thực hiện và điều hành bởi nhiều trường đại học và các viện nghiên cứu như Đại học Clark, Mỹ (1994 - 1996), Viện Cartografic de Catalunya, Tây Ban Nha (1997 - 1999) và Đại học Công giáo Louvain, Bỉ (2000 - 2005)

Trung Quốc gây chú ý với công trình nghiên cứu về hiện tại, xu hướng và tương lai của biến động sử dụng đất dưới tác động của chính sách được thực hiện bởi các tác giả thuộc Trung tâm thí nghiệm trọng điểm về sử dụng đất, Cục Điều tra và Quy hoạch đất đai, Bộ Tài nguyên và Đất đai Trung Quốc (Wang, J et al., 2012)

Tại Ấn Độ, đã có những nghiên cứu nhằm xác định nguyên nhân cũng như ảnh hưởng của biến động sử dụng đất như tác giả Nguyễn Thị Thu Hiền và Nguyễn Khắc Thời thực hiện năm 2011, tác giả Trần Thục và Dương Văn Khảm thực hiện năm

2012, tác giả Mohanty thực hiện năm 2007, tác giả Suzanchi and Kaur thực hiện năm

2011, tác giả Chawla tực hiện năm 2012,

Ngày nay, công nghệ viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý (GIS) được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

- Quản lý tài nguyên và môi trường:

+ Quản lý tài nguyên đất: lập bản đồ và theo dõi biến động sử dụng đất, lập bản

đồ thổ nhưỡng, nghiên cứu xói mòn, thoái hóa đất, sa mạc hóa,…

+ Quản lý và giám sát tài nguyên nước: lập bản đồ phân bố mạng lưới thủy văn, bản đồ phân bố nước ngầm, theo dõi biến động lòng sông, giám sát chất lượng nước,…

+ Giám sát tài nguyên và môi trường biển: lập bản đồ các hệ sinh thái nhạy cảm như rừng ngập mặn, đất ngập nước; theo dõi biến động đường bờ; theo dõi tràn dầu,…

+ Lâm nghiệp: phân loại, kiểm kê rừng, đánh giá trữ lượng, sinh khối, theo dõi diễn biến diện tích rừng, theo dõi cháy rừng,…

- Nông nghiệp: phân loại và theo dõi biến động sử dụng đất nông nghiệp, theo dõi mùa màng (sinh trưởng, năng suất, lịch gieo trồng, sâu bệnh)…

- Nghiên cứu địa chất: thành lập bản đồ địa chất, bản đồ phân bố khoáng sản, bản đồ phân bố nước ngầm,…

- Quản lý tai biến: theo dõi, dự báo tai biến sạt trượt lở, ngập lụt, tai biến địa chất, cháy rừng…

- Quản lý đô thị: quản lý cơ sở hạ tầng đô thị, theo dõi biến động đô thị, quy hoạch đô thị, nghiên cứu hiện tượng đảo nhiệt đô thị,…

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Một trong những ứng dụng đặc biệt quan trọng của dữ liệu viễn thám là nghiên cứu sử dụng đất và lớp phủ Từ những năm 1970, dữ liệu viễn thám đã đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng và tần suất cho nghiên cứu Đến nay, viễn thám đã phát triển trở thành một phương pháp luận tiên tiến và công cụ mạnh trong nghiên cứu sử dụng đất và theo dõi biến động đất đai (Nguyễn Khắc Thời và Nguyễn Thị Thu Hiền, 2010)

Cơ sở khoa học của nghiên cứu biến động từ tư liệu viễn thám là dựa vào đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên Trên cơ sở tính chất phản xạ sóng điện

từ của đối tượng trên bề mặt trái đất mà kỹ thuật viễn thám có thể phân tích, so sánh và nhận diện chúng từ các thông tin phản xạ phổ (Phạm Văn Cự, Chu Xuân Huy và Nguyễn Thị Thuý Hằng, 2006)

Với chức năng phân tích không gian, GIS cho phép đánh giá những thay đổi của

sử dụng đất và lớp phủ theo những khoảng thời gian khác nhau Đồng thời GIS có thể liên kết những thông tin này với các dữ liệu về kinh tế, xã hội Từ đó có thể xác định được tác động của các yếu tố đến biến động sử dụng đất và thấy được đâu là nguyên nhân chính thúc đẩy quá trình biến động (Trung tâm Viễn thám Quốc gia, 2012)

Có rất nhiều nghiên cứu khoa học về khả năng ứng dụng viễn thám và GIS trong đánh giá biến động đất đai Tuy nhiên trong thực tế, công tác ứng dụng viễn thám và GIS lại chưa phổ biến Một số ứng dụng viễn thám và GIS như trong lĩnh vực nghiên cứu sạt lở và biến động đường bờ sông mặc dù chưa nhiều nhưng cũng đã được

đề cập đến như: xác định biến động đường bờ vùng Tiền Hải – Thái Bình, công tác quản lý vùng bờ tỉnh Nam Định hay nghiên cứu sự sạt lở bờ sông Tiền, sông Hậu thuộc tỉnh Vĩnh Long (Meyer W.B, và Turner B.L., 1994) Các công trình nghiên cứu biến động tập trung vào việc sử dụng các tư liệu ảnh đa thời gian cũng như ảnh của

nhiều vệ tinh khác nhau để nghiên cứu biến động tài nguyên rừng, biến động sử dụng đất, biến động đường bờ biển

Nhìn chung trong công tác đánh giá biến động đất đai hiện nay tại Việt Nam, tư liệu viễn thám và GIS mới chỉ được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học Tại các địa phương, nhiều nơi vẫn tiến hành đánh giá biến động đất đai bằng phương pháp thủ công, gây mất thời gian, công sức, khó cập nhật biến động nhanh chóng, kịp thời

- Trong lĩnh vực quản lý đất đai: Công tác đánh giá biến động đất đai được tiến hành thường xuyên thông qua việc ứng dụng GIS và viễn thám Đầu tiên có thể kể đến công trình nghiên cứu về biến động lớp phủ bề mặt đất được tác giả Nguyên và cộng

sự thực hiện năm 2006, đề tài đã nghiên cứu trên phạm vi cả nước từ năm 2001 - 2003

từ tư liệu ảnh MODIS hay sự thay đổi lớp phủ rừng huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận

1989 - 1998 bằng ảnh Landsat TM, tác giả Phạm Văn Cự và cộng sự thực hiện năm

2006 với công trình "Sử dụng tư liệu viễn thám đa thời gian để đánh giá biến động chỉ

số thực vật của lớp phủ hiện trạng và quan hệ với biến đổi sử dụng đất tại tỉnh Thái Bình" (Mohanty S, 2007)

Một số nghiên cứu nhằm đánh giá biến động đất đai và xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất từ tư liệu viễn thám và GIS của tác giả Trần Quốc Vinh thực hiện năm 2003; tác giả Đào Châu Thu và Lê Thị Giang thực hiện năm 2003; tác giả Nguyễn Khắc Thời và cộng sự thực hiện năm 2008; tác giả Nguyễn Khắc Thời và Nguyễn Thị Thu Hiền thực hiện năm 2010; tác giả Nguyễn Thị Thu Hiền và Nguyễn Khắc Thời thực hiện năm 2011

Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu biến đổi toàn cầu (ICARGC) đã thực hiện chương trình nghiên cứu về biến động sử dụng đất dưới tác động của hoạt động kinh tế

- xã hội và biến đổi khí hậu toàn cầu tại điểm nghiên cứu là đồng bằng sông Hồng và vùng núi Tây Bắc Việt Nam Kết quả của đề tài đã xác định được biến động đất lúa và lượng phát thải khí metan từ canh tác lúa khu vực đồng bằng sông Hồng Ở khu vực Tây Bắc, chương trình thực hiện nghiên cứu điểm ở SaPa đã xác định được biến động

sử dụng đất giai đoạn 1993 - 2009 và mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất với du lịch và các tai biến thiên nhiên ở SaPa

Trong việc quản lý theo dõi diễn biến, đánh giá tài nguyên rừng, Viện điều tra Quy hoạch rừng đã ứng dụng khá thành công công nghệ GIS, viễn thám và GPS Việc này được thực hiện trong những năm 80 trong khi Việc thực hiện dự án quốc tế với UNDP về nâng cao năng lực về thống kê và quản lý tài nguyên rừng (Bảo Huy, 2009) Cho đến nay, việc quản lý tài nguyên rừng vẫn tiếp tục được thông qua việc chồng xếp, giải đoán các ảnh viễn thám, kết hợp với bản đồ rừng và đo GPS kiểm chứng

GIS và viễn thám là hai công cụ đắc lực để dự báo lũ lụt và cháy rừng Bằng việc sử dụng hình ảnh viễn thám NOAA AVHRR và MODIS, Bộ Khoa học & Công

nghệ môi trường đã phát hiện được các điểm có nguy cơ cháy rừng ở Việt Nam (Nguyễn Kim Lợi, 2006)

Trung tâm viễn thám - Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ứng dụng viễn thám và GIS để quản lý dải ven biển, nghiên cứu xây dựng bản đồ phân bố các vùng nghiên cứu Môi trường, xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa hình - thủy văn cơ bản phục vụ phòng chống lũ lụt, phát triển kinh tế xã hội vùng Đồng bằng sông Cửu Long

- Trong dự báo khí tượng, thủy văn: Trong nhiều năm qua công tác nghiên cứu,

dự báo khí tượng thuỷ văn, khí tượng nông nghiệp ở nước ta đã đạt được nhiều thành tựu phục vụ phát triển kinh tế-xã hội, phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai, đặc biệt là phát triển sản xuất nông nghiệp, chuyển đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi làm đa dạng hoá sản phẩm cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu (Trần Thục và Dương Văn Khảm, 2012)

- Trong lĩnh vực nông nghiệp: Viễn thám và GIS đã tính toán và xây dựng được các hệ thống nông nghiệp thích hợp cho khu vực bao gồm về hệ thống cây trồng, vật nuôi, tưới tiêu và chế độ chăm sóc Mô hình này được áp dụng thí điểm tại hợp tác xã Phương Bảng, xã Phương Bảng, huyện Hoài Đức, Hà Nội Với ảnh QuickBird, GIS tổng hợp được số liệu về năng suất, khả năng tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp qua các năm, từ đó có thể đánh giá sự phù hợp của hệ thống cây trồng, giúp các nhà quản lý hoạch định các chính sách phát triển nông nghiệp

1.3 Một số đề tài nghiên cứu có liên quan

Từ năm 1991 đến nay (2014) trong nước đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng tư liệu viễn thám vào công tác quản lý, đánh giá tác động và lập bản đồ hiện trạng có thể

kể ra một số tác giả tiêu biểu sau:

Nguyễn Quốc Khánh, năm 2007, “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám

và GIS xây dựng bản đồ hiên trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh”.Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng tư liệu ảnh viễn thám trong việc đánh giá hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh Đề xuất ra quy trình công nghệ sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp với công nghệ GIS để xây dựng bộ bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi trường cấp tỉnh

Đoàn Thị Mai năm 2015, với nghiên cứu : “Ứng dụng viễn thám và gis trong nghiên cứu phòng chống cháy rừng ở Thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình” Trong quá trình phân loại ảnh tác giả sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định theo xác suất cực đại (Maximum likelihood)bằng phần mềm ENVI và ứng dụng các chức năng

cơ bản của GIS như tích hợp các thông tin vào bản đồ; chồng ghép, phân tích, truy vấn, hiển thị dữ liệu để xây dựng các bản đồ Kết quả đạt được đề tài đánh giá hiện trạng và biến động thảm thực vật giai đoạn 2005-2010 và giai đoạn 2010-2014

Huỳnh Văn Chương , đăng bài trên Tạp Chí Khoa Học – Đại Học Huế : “Ứng dụng gis và viễn thám nghiên cứu xu hướng biến động đất lâm nghiệp khu vực phía Tây Nam tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2005 – 2015 Mục tiêu của nghiên cứu được tiến hành nhằm đánh giá biến động đất rừng khu vực phía Tây Nam, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2005 -2015 từ dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT thu thập ở 2 thời điểm năm 2005 và

2015 và xác định các nguyên nhân chính gây ra sự biến động đó Ảnh được phân loại bằng phương pháp hướng đối tượng trên cơ sở kết quả phân tách ảnh bằng phần mềm ENVI 5.2 Phân loại ảnh theo thuật toán xác suất cực đại dựa vào mẫu thu thập được bằng máy GPS cầm tay với 4 loại hình sử dụng, bao gồm: Đất có rừng trồng sản xuất, đất rừng tự nhiên, đất khác và thủy văn Độ chính xác phân loại ảnh vệ tinh SPOT năm

2005, 2015 đạt tương ứng là 76%; 95.4% Sử dụng phần mềm Arc GIS 10.2 thành lập bản đồ hiện trạng đất rừng, bản đồ biến động và đánh giá biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu Trong vòng 10 năm từ 2005 đến 2015, diện tích đất rừng tự nhiên của khu vực nghiên cứu giảm 35956.91 ha, đất có rừng sản xuất tăng 28077.77 ha, đất khác tăng 7702.49 ha và đất mặt nước tăng 750.85 ha Nguyên nhân chính dẫn tới diện tích đất rừng tự nhiên giảm mạnh là do người dân đã nhận thức được lợi ích kinh tế do rừng trồng và các một số cây ngắn ngày mang lại, đồng thời được sự hỗ trợ từ các chương trình, dự án của các tổ chức trong và ngoài nước

Kết luận ứng dụng viễn thám và GIS là một xu thế mới được ứng dụng rộng rãi vào công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và sử dụng đất Hiện nay ở Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với GIS phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai luôn là một giải pháp hữu hiệu và khả thi, những ứng dụng này đã giúp công tác quản lý đất đai được hiệu quả và chính xác hơn Rất nhiều nghiên cứu được thực hiện trên địa bàn khác nhau ở tỉnh Quảng Bình nhưng chưa có nghiên cứu nào được thực hiện trên địa bàn huyện Bố trạch, Quảng Bình Nên đây là cơ sở để thực hiện đề tài

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu trực tiếp là toàn bộ diện tích đất đai của huyện Bố Trạch; Các tư liệu ảnh viễn thám liên quan đến sử dụng và phân bố đất đai của huyện

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian: khu vực nghiên cứu là huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình

- Phạm vi thời gian thực hiện đề tài: Từ tháng 01 năm 2017 đến tháng 6 năm 2017

- Phạm vi số liệu thu thập: Các số liệu, dữ liệu về tình hình sử dụng đất huyện

Bố Trạch năm 2005, 2010 và năm 2016

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình quản lý, sử dụng đất của huyện

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu

2.3.1.1 Thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội; bản đồ địa hình, bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1:10000; Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:25000, số liệu thống kê, kiểm kê đất đai khu vực nghiên cứu từ Sở Tài nguyên và Môi trường, Phòng Tài nguyên và môi trường huyện Bố Trạch, Văn phòng Đăng ký quyền sử dụng đất huyện Bố Trạch;

- Thu thập ảnh viễn thám: ảnh viễn thám Landsat chụp tại khu vực nghiên cứu của các năm 2005, 2010, 2016 Ảnh được chụp vào mùa khô khoảng tháng 5, tháng 6

là thời điểm nắng, ít mây và mưa nên thuận lợi cho việc giải đoán ảnh

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật ảnh Landsat

(micrometers)

Độ phân giải (meters)

2.3.1.2 Thu thập số liệu sơ cấp

Số liệu thứ cấp thu thập là tọa độ các điểm đo bằng máy định vị GPS cầm tayMap 76CSXở ngoài thực địa tại huyện Bố Trạch Tổng số liệu thu thập là 137 mẫu

2.3.2 Phương pháp xử lý dữ liệu ảnh viễn thám bằng các phần mềm chuyên dụng

Kỹ thuật giải đoán ảnh viễn thám được thực hiện với sự hỗ trợ của các phần mềm giải đoán ảnh ENVI và ArcGIS Khung logic của quy trình giải đoán ảnh viễn thám được thực hiện trên hai phần mềm này thể hiện hình 2.1

Hình 2.1 Khung logic của quy trình giải đoán ảnh viễn thám

Phần

mềmENVI

DỮ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM

TIỀN XỬ LÝ ẢNH

XỬ LÝ ẢNH

ĐÁNH GIÁ

ĐỘ CHÍNH XÁC

BẢN ĐỒ HIỆNTRẠNG

SỬ DỤNG ĐẤT

Hệ số Kappa

Nắn chỉnh hình học

Tăng cường chất lượng ảnh Cắt ảnh theo ranh giới hành chính khu vực nghiên cứu Lấy mẫu giải đoán ảnh

Phân loại loại ảnh có kiểm định

BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG

2.3.3 Phương pháp điều tra mẫu

 Lấy mẫu phục vụ giải đoán ảnh

Đi thực địa, chọn mẫu ngẫu nhiên, sử dụng phương pháp quan sát, phỏng vấn chuyên gia để xác định mẫu của loại hình sử dụng đất và sử dụng máy đo GPS cầm tay

để xác định vị trí mẫu

 Lấy mẫu phục vụ đánh giá độ chính xác kết quả giải đoán ảnh

Mẫu được chọn trên tuyến qua tất cả các trạng thái, sử dụng phương pháp quan sát, phỏng vấn chuyên gia để xác định loại mẫu và sử dụng máy đo GPS cầm tay để xác định vị trí mẫu Toạ độ vị trí các điểm mẫu được đo bằng máy định vị GPS Map 76CSX Tổng số mẫu đi khảo sát là 137 mẫu, cụ thể như sau:

Bảng 2.2 Số mẫu từng loại hình sử dụng đất

Loại đất Nước Đất rừng Đất

xây dựng

Đất nông nghiệp Đất cát

Mẫu GPS thu thập được phải trải khắp các nơi trên địa bàn huyện Bố Trạch và đảm bảo được sự có mặt của tất cả các loại hình sử dụng đất có trên địa bàn nghiên cứu Vị trí của các điểm lấy mẫu nằm ở bảng phụ lục 1

2.3.4 Phương pháp đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh

Từ kết quả phân loại ảnh và kết quả điều tra ngoài thực địa, tiến hành lập bảng

ma trận sai số trên phần mềm Excel để đánh giá độ chính xác của kết quả giải đoán ảnh

Độ chính xác kết quả giải đoán ảnh được đánh giá thông qua độ chính xác tổng thể của kết quả giải đoán và hệ số Kappa

Độ chính xác tổng thể của kết quả giải đoán được tính bằng tỷ số giữa tổng số mẫu phân loại chính xác với tổng số mẫu điều tra Kết quả này phản ánh độ chính xác của bản đồ được thành lập từ kết quả giải đoán trên

Hệ số Kappa được tính theo công thức:

Trong đó:

N - Tổng số pixel lấy mẫu hay tổng số mẫu

K - hệ số Kappa nii - số pixels hay số mẫu phân loại chính xác của lớp thứ i ni+ - tổng số pixels hay số mẫu điều tra của lớp thứ i n+i - tổng số pixels hay số mẫu lớp thứ i sau điều tra

Hệ số này đánh giá khả năng phân loại các trạng thái khác nhau và được

chia làm các mức sau:

- Kappa <0,2: Chỉ số đồng thuận thấp (poor agreement)

- Kappa từ 0,2 đến 0,4: Chỉ số đồng thuận dưới trung bình (fair)

- Kappa từ 0,4 đến 0,6: Chỉ số đồng thuận trung bình, vừa phải (Moderate)

- Kappa từ 0,6 đến 0,8: Chỉ số đồng thuận tốt (good)

- Kappa từ 0,8 đến 1: Chỉ số đồng rất tốt (very good)

2.3.5 Phương pháp phân tích trong GIS

-Sử dụng phần mềm ArcGIS 10.3 để biên tập bản đồ hiện trạng sử dụng đất sau khi phân loại ảnh bằng phương pháp phân loại có kiểm định theo xác suất cực đại Maximum likehood

- Sử dụng chức năng phân tích không gian trong phần mềm ArcGIS để chồng xếp bản đồ và tính toán biến động

- Sử dụng chức năng phần mềm ArcGIS 10.3 để biên tập bản đồ biến động sử dụng đất

2.3.6 Phương pháp so sánh

Phương pháp này sử dụng phần mềm EXCEL để so sánh sự thay đổi loại hình

sử dụng đất tại thời điểm 2005, 2010, 2016 dồng thời đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn nghiên cứu

2.3.7 Phương pháp chuyên gia

Tham khảo ý kiến của các nhà quản lý, các chuyên gia và các cán bộ ở cơ sơ đặc biệt là cán bộ địa chính cấp huyện và xã trong lĩnh vực có liên quan đến luận văn

để có cái nhìn tổng thể và phương pháp chính xác hơn trong việc hoàn thành nghiên cứu Trong quá trình thực hiện, luận văn có sự tư vấn, giúp đỡ của các chuyên gia về lĩnh vực nông nghiệp, các chuyên gia trong lĩnh vực đất đai trong việc xác định hướng

đi đến các loại hình sử dụng đất cơ bản cần nghiên cứu tại huyện Bố Trạch

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội và tình hình quản lý, sử dụng đất của huyện Bố Trạch

3.1.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Bố Trạch nằm ngay cửa ngõ phía Bắc thành phố Đồng Hới, có chiều từ Tây sang Đông chiếm toàn bộ chiều ngang của Việt Nam Với vị trí địa lý đặc biệt như vậy,

Bố Trạch tiếp giáp với cả Biển Đông và biên giới Việt - Lào

Vị trí địa lý của huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình được thể hiện qua hình 3.1

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí địa lý huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình

Lãnh thổ của huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình có tọa độ địa lý như sau:

Vĩ độ Bắc:170

14’39” đến 170 43' 48”

Kinh độ Đông:105058’ 3’’ đến 106035’ 573’’

Ranh giới hành chính của huyện:

- Phía Bắc giáp huyện Quảng Trạch, huyện Tuyên Hóa và Minh Hóa;

- Phía Nam giáp thành phố Đồng Hới và huyện Quảng Ninh;

- Phía Đông giáp Biển Đông;

- Phía Tây giáp nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

Huyện Bố Trạch có 30 xã, thị trấn Huyện có nhiều điều kiện thuận lợi về vị trí địa lý, thế mạnh về thương mại và dịch vụ du lịch: nằm ngay cửa ngõ phía Bắc thành phố Đồng Hới – thủ phủ của tỉnh Quảng Bình, có các tuyến đường giao thông huyết mạch chạy qua là đường Hồ Chí Minh, quốc lộ 1A, đường sắt Bắc Nam Trạch và các tỉnh lộ 2, 2B, 3, 11 nối hệ thống quốc lộ 1A; đường Hồ Chí Minh và đường 20 tạo thành mạng lưới giao thông ngang – dọc tương đối hoàn chỉnh; Bố Trạch có cửa khẩu

Cà Roòng – Noọng Ma (Việt Nam – Lào), các danh thắng nổi tiếng như vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng được UNESCO công nhận di sản thiên nhiên thế giới, khu du lịch, nghỉ mát Đá Nhảy Vì vậy, huyện Bố Trạch có một vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Bình

3.1.1.2 Địa hình, địa mạo

Huyện Bố Trạch có địa hình nghiêng dần từ Tây sang Đông, gồm có các dạng địa hình sau:

- Địa hình núi đá vôi: tập trung ở các xã Thượng Trạch, Tân Trạch và một phần diện tích phía Tây của xã Xuân Trạch, Sơn Trạch, Phúc Trạch Các khối núi đá vôi ở đây bị chia cắt thành những dải liên tục hoặc độc lập với những vách đá dựng đứng, xếp lớp, đỉnh lởm chởm, thường kèm theo quá trình Karst do hoà tan và ngưng đọng carbonat hình thành nên các nhũ đá, măng đá, nấm đá, chuông đá, cột đá đa dạng, phức tạp Nhiều nơi đá bị mài mòn tạo nên những cổng trời, rừng đá, cầu đá, giếng đá Một số sông suối bị mất do chảy ngầm trong núi đá vôi hàng chục km, điển hình là động Phong Nha, đây là một trong những hang động núi đá vôi dài nhất thế giới

- Địa hình gò đồi: giáp giữa địa hình núi đá vôi và địa hình đồng bằng Độ cao trung bình của dạng địa hình này từ 100 – 200m, thuộc địa bàn các xã: Lý Trạch, Nam Trạch, Hòa Trạch, Sơn Lộc,Cự Nẫm, Vạn Trạch, Tây Trạch, Phú Định, Thị trấnNông Trường Việt Trung Vùng gò đồi hình thành nhiều khu vực đất đai rộng lớn màu mỡ cho trồng trọt và chăn nuôi Trên dạng địa hình này rất thuận tiện cho việc phát triển cây công nghiệp dài ngày đặc biệt là cây cao su Đây là vùng có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế hàng hóa, tạo khối lượng nông, lâm sản hàng hóa cho huyện

- Địa hình đồng bằng: là vùng đất hẹp chạy dọc theo quốc lộ 1A Địa hình tương đối bằng phẳng, thỉnh thoảng có một vài đồi gò thấp độ dốc nhỏ, nơi cao nhất là 60 m so với mặt biển Ở dạng địa hình này rất thuận tiện cho việc phát triển trồng lúa nước và phát triển cây trồng hàng năm Đây là vùng sản xuất nông nghiệp chính, cung cấp lương

thực chủ yếu của huyện Địa hình này phân bố ở các xã: Đại Trạch, Đồng Trạch, Bắc Trạch, Mỹ Trạch, thị trấn Hoàn Lão, Phú Trạch, Hạ Trạch, Lý Trạch, Hoàn Trạch, Vạn Trạch, Trung Trạch, Đại Trạch

- Địa hình ven biển: Dọc theo bờ biển huyện Bố Trạch có những cồn cát và dải cát trắng vàng giáp vùng đồng bằng, ổn định, địa hình bằng và thấp, cao từ 2m - 50m Vùng này gồm các xã Nhân Trạch, Trung Trạch, Đức Trạch, Hải Trạch, và một phần

xã Thanh Trạch[22]

3.1.1.3 Khí hậu

Bố Trạch có khí hậu đậm nét đặc trưng của vùng nhiệt đới gió mùa vùng Bắc Trung Bộ, mùa hè nóng lắm ít mưa, mùa đông lạnh mưa nhiều Đây là một vùng có khí hậu rất khắc nghiệt Hàng năm thường có nhiều trận bão lụt, nước biển dâng gây thiệt hại không nhỏ đến sản xuất, đời sống và con người

- Chế độ mưa: Lượng mua trung bình năm từ 2100 – 2300 mm, phân bố không đồng đều theo vùng và theo mùa Từ tháng 4 đến tháng 7 ít mưa, lượng mưa chiếm khoảng 20 – 25% lượng mưa cả năm Từ tháng 9 đến tháng 12 lượng mưa chiếm tới

70 – 75% lượng mưa cả năm, thường gây ngập úng, lũ lụt trên diện rộng Số ngày mưa trung bình khá cao 135 – 140 ngày

- Chế độ nhiệt và độ ẩm: Nhiệt độ cao nhất trung bình trong năm là 34,30C vào tháng 6, thấp nhất trung bình là 16,90C vào tháng 1.Độ ẩm cao nhất trung bình là 97% vào tháng 4, thấp nhất trung bình là 71% vào tháng 7

- Lượng bốc hơi: Lượng bốc hơi bình quân năm là 1.307 mm Mùa lạnh bốc hơi

ít chỉ bằng 1/5 đến 1/2 so với lượng mưa Mùa nóng lượng bốc hơi lớn (lớn nhất từ tháng 5 đến tháng 8 ) hơn lượng mưa, vì vậy gây nên tình trạng khô hạn, ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng

- Gió, bão: Hàng năm Bố Trạch thường chịu ảnh hưởng của hai luồng gió chính Gió mùa Đông Bắc thổi từ vịnh Bắc Bộ vào trong thời gian từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau Gió mùa Tây Nam Trạch (gió Lào) thổi từ vịnh Ben gan tràn qua lục địa luồn qua các các dãy núi phía tây, đặc biệt là dãy Trường Sơn thổi qua Gió mùa Tây Nam bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10 năm sau, tháng 6 đến tháng 7 gió mùa Tây Nam rất khô và nóng, nhân dân thường gọi là “Gió lào”

Trung bình hàng năm chịu ảnh hưởng khoảng 4 - 5 trận bão Sức gió của những cơn bão thường có cường độ từ cấp 7 đến cấp 9, thậm chí có những trận bão lên đến cấp 12 hoặc 13 Bố Trạch là một vùng bán sơn địa một mặt giáp biển nên thường phải

chịu sự phá hoại nặng nề của những trận bão lớn, gây sạt lỡ các cửa sông Các cơn bão này thường kèm theo mưa lớn và hay gây ra ngập úng , lũ lụt, gây ra các hậu quả nghiệm trọng ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt và sản xuất của người dân[22]

3.1.1.4 Thuỷ văn

Hệ thống thủy văn của huyện bao gồm: sông Gianh, sông Lý Hòa, sông Dinh, sông Son và hệ thống các sông, suối nhỏ phân bổ đều trên địa bàn huyện Đặc điểm chung của sông, suối trên địa bàn huyện là chiều dài ngắn, độ uốn khúc lớn lưu vực nhỏ, lòng sông, suối dốc nên tốc độ dòng chảy lớn nhất là về mùa lũ

3.1.1.5 Các nguồn tài nguyên

* Tài nguyên đất

Với tổng diện tích điều tra 212.417,6 ha, phân loại đất đai huyện Bố Trạch được xây dựng dựa trên cơ sở tài liệu phúc tra, chỉnh lý bản đồ đất tỉnh Quảng Bình tỉ lệ 1/100.000 do Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn thực hiện năm 2003 Kết quả khảo sát xây dựng bản đồ được tổng hợp cho thấy đất đai của huyện được phân thành 07 nhóm, với 19 loại đất, thể hiện cụ thể

qua bảng sau:

Bảng 3.1 Phân loại đất huyện Bố Trạch

-Nhóm đất cát: Nhóm đất này có diện tích 2.688 ha có 2 loại đất là cồn cát trắng

và đất cát biển, bao gồm các xã: Nhân Trạch, Lý Trạch, Đại Trạch, Trung Trạch, Đức Trạch và Thanh Trạch

-Nhóm đất phù sa: Diện tích 9.143 ha, bao gồm các xã: Đồng Trạch, Phú Trạch, Hoàn Trạch, Sơn Lộc, Liên Trạch, Thanh Trạch, Phú Trạch, Nam Trạch, Thị trấnNông trường Việt Trung, Cự Nẫm và Hưng Trạch

-Nhóm đất xám bạc màu: Diện tích 3.325 ha, bao gồm các xã: Phú Định, Tây Trạch, Thị trấn Hoàn Lão,Lâm Trạch, Vạn Trạch

- Nhóm đất đỏ vàng: Diện tích 109.850 ha chiếm 51,71% diện tích đất tự nhiên của huyện Bố Trạch, bao gồm các xã Thượng Trạch, Hòa Trạch, Tân Trạch, Phú Định, Thị trấnNông trường Việt Trung, Nam Trạch, Hòa Trạch, Vạn Trạch, Cự Nẫm, Liên Trạch, Hưng Trạch, vv… Loại đất này phân bố trên dạng địa hình đồi núi có độ dốc tương đối lớn, chia cắt mạnh Đất có thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến trung bình Hàm lượng mùn và đạm tổng số nghèo, lân tổng số các tầng đều khá, kali tổng số trung bình Loại đất này chỉ thích hợp với cây dài ngày như cao su, hồ tiêu, chè, cây ăn quả và một số cây công nghiệp ngăn ngày

-Nhóm mùn vàng đỏ trên núi: Diện tích 1.390 bao gồm các xã Tân Trạch, Thượng Trạch và Thị trấn Nông trường Việt Trung

-Nhóm xói mòn trơ sỏi đá: Có diện tích 837 ha phân bố ở các xã Thanh Trạch, Bắc Trạch, Hạ Trạch, Cự Nẫm, Vạn Trạch, Phú Định và Thị trấn Nông trường Việt Trung Loại đất này không thích hợp với sản xuất nông nghiệp, chỉ giành để phát triển lâm nghiệp, trồng cây che phủ đất, cải tạo môi sinh[22]

* Tài nguyên nước

Huyện Bố Trạch được thiên nhiên ưu đãi về tài nguyên nước, bao gồm nguồn nước mặt và nước ngầm

- Nguồn nước mặt:

Bố Trạch có nước mặt dồi dào do có sự hiện diện của hệ thống sông suối dày đặc và lượng mưa hàng năm tương đối cao, trong vùng lại rất nhiều ao, hồ, đầm chứa nước Sự phân bố dòng chảy đối với các sông suối ở Bố Trạch theo mùa rõ rệt Hầu hết các con sông chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của mưa lũ ở thượng nguồn và chế độ thủy triều ở hạ lưu Vì vậy vùng đất thấp ở hạ lưu các con sông thường bị nhiễm mặn tác động xấu đến sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên có thể vận dụng đặc điểm này để quy hoạch phát triển nuôi trồng thủy sản nước mặn lợ và đây cũng được coi là tiềm năng, thế mạnh của huyện trong phát triển nông nghiệp toàn diện

Ngoài ra để hạn chế việc thiếu hụt nước mặt về mùa khô, huyện đã tiến hành xây dựng hệ thống hồ đập thủy lợi với tổng số 48 công trình lớn, nhỏ cung cấp nước tưới chủ động cho diện tích trên 1500 ha Các hồ đập này không những có tác dụng giữ nước phục vụ sản xuất nông nghiệp vào mùa khô mà còn hạn chế lũ, lụt vào mùa mưa

- Nguồn nước ngầm:

Ngoài những nguồn nước mặt, bên dưới có những tầng ngậm nước có khối lượng lớn Theo số liệu điều tra khảo sát của ngành địa chất thuỷ văn thì tầng nước ngầm ở huyện Bố Trạch là một vùng giàu nước nhưng không đều Việc cung cấp nước sinh hoạt ở nông thôn huyện Bố Trạch hầu như hoàn toàn dựa vào khai thác tầng nước ngầm Hệ thống nước ngầm ở đây có 2 tầng chủ yếu

+ Tầng ngậm nước các trầm tích dạng Holocene: Việc tích nước lại ở tầng này chủ yếu là từ nước mưa và nước tưới cũng như từ các con sông suối trong mùa mưa Đây là tầng nước có lưu lượng ít và hay bị nhiễm bẩn, vì vậy tầng nước này không có

ý nghĩa trong việc cung cấp nước ở mức độ lớn Trong một số vùng nước ở tầng này chứa nhiều sắt làm cho việc sử dụng bị hạn chế rất nhiều Ở các xã ven biển như Bắc trạch, Hạ Trạch, Phú Trạch, Đồng Trạch, Hải Trạch, Đức Trạch, Nhân Trạch tầng nước này có nhiều nơi còn bị nhiễm mặn Nhân dân trong vùng chủ yếu sử dụng nước của tầng ngậm nước các trầm tích dạng Holocene có độ dày thay đổi từ một vài mét đến 30m

+ Tầng ngậm nước trong các trầm tích Pleistocene: Việc tích nước lại ở tầng nước này cũng nhờ hệ thống sông, nước mưa và nước tưới Độ dày của tầng nước này thay đổi rất lớn tuỳ theo từng vùng và tăng dần từ vùng biển vào vùng đồng bằng phía tây Chất lượng nước ở tầng này là rất tốt trên địa bàn các xã thuộc vùng gò đồi và vùng núi của huyện Bố Trạch, tuy nhiên do tầng nước này có độ sâu lớn nên khó khai thác sử dụng

* Tài nguyên rừng

Toàn huyện có 170.882,95 ha đất rừng (theo số liệu thống kê năm 2013), chiếm 80,45% diện tích tự nhiên, trong đó: diện tích rừng sản xuất 58.585,12 ha, rừng đặc dụng 93.005,51ha, rừng phòng hộ 19.292,32 ha Thảm thực vật rừng rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại gỗ quý như: huê, lim xanh, sến, táu, đinh, gụ, pơ mu…và nhiều loại muông thú quý hiếm như: báo, hươu đen, trĩ sao, gà lôi… Rừng trồng phần lớn là thông nhựa, cao su, phi lao, bạch đàn và keo các loại Đất có khả năng lâm nghiệp còn khoảng trên 3.500ha, trong đó có 245 ha bãi cát ven biển cần được trồng rừng phi lao phòng hộ chống cát bay, cát lấp

Đặc biệt có khu bảo tồn thiên nhiên Phong Nha – Kẻ Bàng có nhiều loại động vật và thực vật quý hiếm, mới đây phát hiện được 2 loại thú quý trên thế giới ít nơi có như Sao La, Mang Lớn

Một phần diện tích của vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng nằm trên địa phận của xã Tân Trạch và Thượng Trạch của huyện Bố Trạch Đây là khu bảo tồn có độ che phủ và tỷ lệ rừng nguyên sinh lớn nhất trong các khu bảo tồn thiên nhiên ở Việt Nam

Sự phong phú của địa chất, địa mạo đã tạo cho Phong Nha - Kẻ Bàng với 15 kiểu sinh cảnh rộng lớn và 10 kiểu thảm thực vật quan trọng đã được xác định; độ che phủ của rừng ở đây đã đạt 93,57%; trong đó, diện tích rừng nguyên sinh đạt trên 83,74% Tại đây có nhiều sinh cảnh đặc biệt, đáng chú ý nhất là các sinh cảnh rừng tự nhiên còn tương đối nguyên sinh trên núi đá vôi ở 2 xã Tân Trạch và Thượng Trạch Đặc biệt, ở đây còn tồn tại kiểu rừng kín thường xanh nhiệt đới trên núi đá vôi ở độ cao trên 700 mét Đây là kiểu rừng độc đáo nhất ở Việt Nam và thế giới, trong đó, rừng Bách xanh được xác định là loài mới và đặc hữu trên núi đá vôi của Việt Nam, được coi là kiểu rừng duy nhất trên thế giới có tầm quan trọng đặc biệt toàn cầu[22]

* Tài nguyên biển

Huyện Bố Trạch có đường bờ biển dài trên 24km Đặc điểm của khu vực bờ biển là:

- Có 3 cửa sông là sông Gianh, sông Dinh và sông Lý Hòa

- Có các cửa sông đổ ra biển nên vùng biển có rất nhiều phù du sinh vật và thức

ăn cho cá tôm từ đất liền do 3 con sông chảy ra

- Các cửa sông trên địa bàn huyện đều có điều kiện rất thuận lợi để xây dựng các cảng cá và đã hình thành các khu dân cư đông đúc, sầm uất Trong tương lai sẽ trở thành thị trấn, thị tứ nghề biển, đặc biệt là vùng cửa Gianh và cửa Lý Hòa nơi

đã phát triển các cơ sở công nghiệp chế biến, bảo quản, cung cấp dịch vụ hậu cần nghề biển vv…