Đánh giá phân hạng thích nghi đất trồng mía tại một số xã khu vực phía nam huyện Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang trên cơ sở ứng dụng phần mềm Ales và phần mềm primer 5.0 kết nối với Gis

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

CHU VĂN TRUNG

ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG THÍCH NGHI
ĐẤT TRỒNG MÍA TẠI MỘT SỐ XÃ KHU VỰC
PHÍA NAM HUYỆN SƠN DƢƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG
TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ALES
VÀ PHẦN MỀM PRIMER 5.0 KẾT NỐI VỚI GIS

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

CHU VĂN TRUNG

ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG THÍCH NGHI
ĐẤT TRỒNG MÍA TẠI MỘT SỐ XÃ KHU VỰC
PHÍA NAM HUYỆN SƠN DƢƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG
TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ALES
VÀ PHẦN MỀM PRIMER 5.0 KẾT NỐI VỚI GIS
Ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. HOÀNG VĂN HÙNG

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




i

LỜI CAM ĐOAN
- Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu
và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc sử dụng để bảo
vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã đƣợc
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Chu Văn Trung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trƣờng Đại học Nông lâm Thái
Nguyên, tôi luôn nhận đƣợc sự quan tâm dạy dỗ và chỉ bảo ân cần của các thầy
giáo, cô giáo, sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình của các bạn đồng nghiệp, sự động
viên kịp thời của gia đình và ngƣời thân đã giúp tôi vƣợt qua những trở ngại và khó
khăn để hoàn thành chƣơng trình đào tạo Thạc sỹ chuyên ngành: Quản lý đất đai.
Nhân dịp này, tôi xin đƣợc bày tỏ sự chân thành cảm ơn tới PGS.TS. Hoàng
Văn H ng - Trƣờng Cao đẳng Cộng đồng Lào Cai đã hƣớng dẫn khoa học và tạo
mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trƣờng, Phòng Đào tạo, các giáo
sƣ, tiến sĩ hợp tác giảng dạy sau đại học - Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
Xin cảm ơn Phòng Tài nguyên & Môi trƣờng, Phòng Nông nghiệp và Phát
triển Nông thôn, UBND huyện huyện Sơn Dƣơng, Công ty Mía đƣờng Sơn Dƣơng,
UBND các xã và các hộ gia đình tham gia phỏng vấn đã giúp đỡ tôi trong việc điều
tra nghiên cứu thực tế để hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn, do điều kiện hạn chế về thời
gian, nhân lực và những khó khăn khách quan nên không tránh khỏi những thiếu
sót. Tôi mong muốn nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của thầy, cô giáo,
các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Th i Nguyên, ngày 18 tháng 11 năm 2015
Học viên

Chu Văn Trung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ................................................................................. viii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu tổng quát của đề tài .................................................................................. 3
3. Mục tiêu cụ thể của đề tài ....................................................................................... 3
4. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................... 3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 4
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 5
1.1. Cơ sở khoa học ..................................................................................................... 5
1.1.1. Một số khái niệm cơ bản ................................................................................... 5
1.1.2. Tiến trình đánh giá đất đai ................................................................................ 6
1.1.3. Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai ................................................. 8
1.2. Tổng quan về ứng dụng công nghệ thông tin trong đánh giá thích nghi đất đai ....... 11
1.2.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS ......................................................................... 11
1.2.2. Phần mềm đánh giá đất đai tự động ALES ..................................................... 15
1.2.3. Một số phần mềm hổ trợ khác ......................................................................... 18
1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS và ALES trong đánh giá thích nghi
đất đai ............................................................................................................. 21
1.3.1. Trên thế giới .................................................................................................... 21
1.3.2. Ở Việt Nam ..................................................................................................... 22

1.4. Tổng quan về cây mía ........................................................................................ 24
1.4.1. Nguồn gốc, lịch sử phát triển .......................................................................... 24
1.4.2. Giá trị kinh tế .................................................................................................. 25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




iv

1.4.3. Yêu cầu sinh thái ............................................................................................. 26
Chƣơng 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 29
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 29
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu...................................................................................... 29
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 29
2.2. Nội dung nghiên cứu 29
2.2.1. Đánh giá Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu .......... 29
2.2.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất, công tác quản lý đất đai tại khu vực
nghiên cứu ...................................................................................................... 29
2.2.3. Xác định các yếu tố sinh thái tự nhiên thích nghi cho cây Mía, thành lập
các bản đồ chuyên đề cho các chỉ tiêu chính làm cơ sở đánh giá .................. 30
2.2.4. Xây dựng tiêu chuẩn phân chia đơn vị đất đai và thành lập bản đồ đơn vị
đất đai khu vực nghiên cứu ............................................................................ 30
2.2.5. Ứng dụng phần mền GIS kết hợp với ALES phân v ng thích nghi đất
đai cây mía theo các yếu tố tự nhiên .............................................................. 30
2.2.6. Sử dụng phần mềm PRIMER đánh giá mối tƣơng quan giữa các yếu
tố thích nghi .................................................................................................. 30
2.2.7. Xây bản đồ đề xuất quy hoạch sử dụng đất mía nhằm đƣa ra phƣơng án
tối ƣu nhất ....................................................................................................... 30

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 30
2.3.1. Phƣơng pháp điều tra thu thập số liệu ............................................................. 30
2.3.2. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ ........................................................................ 31
2.3.3. Phƣơng pháp đánh giá thích nghi bằng phần mềm ALES .............................. 31
2.3.4. Tổng hợp số liệu, đánh giá phân tích kết quả ................................................. 31
2.3.5. Sơ đồ dự kiến các bƣớc thực hiện hiện đề tài ................................................. 32
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 33
3.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ..................................................... 33
3.1.1. Điều kiện tự nhiên, Tài nguyên và Môi trƣờng .............................................. 33
3.1.2. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội ................................................................ 38

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




v

3.2. Thực trạng sử dụng đất trồng mía tại khu vực nghiên cứu ................................ 40
3.2.1. Đánh giá thực trạng sử dụng đất trồng mía ..................................................... 40
3.3. Kết quả xây dựng các bản đồ chuyên đề ............................................................ 43
3.3.1. Bản đồ thổ nhƣỡng .......................................................................................... 43
3.3.2. Bản đồ thành phần cơ giới .............................................................................. 48
3.3.3. Bản đồ phân cấp độ dốc .................................................................................. 50
3.3.4. Bản đồ phân cấp độ sâu tầng canh tác ............................................................ 51
3.3.5. Bản đồ phân cấp chế độ tƣới ........................................................................... 52
3.3.6. Bản đồ đơn vị đất đai ...................................................................................... 54
3.4. Kết quả đánh giá thích nghi đất đai bằng phần mềm Ales ................................. 57
3.4.1. Quy trình thực hiện đánh giá trên phần mềm .................................................. 57
3.5. Xác định phƣơng án quy hoạch đất trồng mía ................................................... 69

3.5.1. Bản đồ quy hoạch đất trồng mía ..................................................................... 69
3.6. Đánh giá mối tƣơng quan giữa các yếu tố tự nhiên ........................................... 71
3.7. Một số giải pháp ................................................................................................. 73
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 75
1. Kết luận ................................................................................................................. 75
2. Đề nghị .................................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 77
PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

AEZ

(Agro - Ecological Zone): V ng nông nghiệp sinh thái

ALES

(Automated Land Evaluation system): Hệ thống đánh giá đất đai tự động

CSDL

Cơ sở dữ liệu.

DEM

(Digital Evaluation Model): Mô hình độ cao số

FAO

(Food and Agriculture Organization): Tổ chức Nông lƣơng thế giới.

GIS

(Geographic Information System): Hệ thống Thông tin Địa lý

GPS

Global Positioning System (Hệ thống định vị toàn cầu)

LC

(Land Characteristic): Đặc tính đất đai

LMU

(Land Mapping Unit): Bản đồ đơn vị đất đai

LQ

(Land Quaility): Chất lƣợng đất đai

LS

(Land Sustainability): Sự thích hợp đất đai

LUR

(Land Use Requirement): Yêu cầu sử dụng đất

LUT

Loại hình sử dụng đất

LUT

(Land Use Type): Loại hình sử dụng đất

N

(Non Suitable): Không thích nghi

PCA

(Principal Component Analysis) Phân tích thành phần chính

S1

(High Suitable): Rất thích nghi

S2

(Monderately Suitable): Thích nghi trung bình

S3

(Marginally Suitable): Ít thích nghi

TIN

(Triangle Irregular Network) Mạng lƣới tam giác không đều

UBND

Ủy ban nhân dân

UNESCO

(United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization):
Tổ chức Văn hóa, Giáo dục và Khoa học Liên hợp quốc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1:

Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976) [26] .......... 8

Bảng 3.1:

Thống kê hiện trạng dân số, kinh tế hộ gia đình ................................... 39

Bảng 3.2:

Hiện trạng và tiến độ phát triển v ng nguyên liệu mía năm 2015 ........ 41

Bảng 3.3:

Tình hình thực hiện quy hoạch, kế hoạch phát triển đất trồng mía
huyện Sơn Dƣơng .................................................................................. 42

Bảng 3.4:

Bảng phân loại đất theo phân loại định lƣợng (FAO-UNESCO-WRB)
khu vực nghiên cứu ................................................................................. 43

Bảng 3.5:

Mã hóa và cơ cấu loại đất ...................................................................... 48

Bảng 3.6:

Cơ cấu thành phần cơ giới đất trong phạm vị nghiên cứu..................... 49

Bảng 3.7:

Cơ cấu chỉ tiêu độ dốc trong phạm vi nghiên cứu ................................. 50

Bảng 3.8:

Cơ cấu chỉ tiêu chế độ tƣới trong phạm vi nghiên cứu ......................... 53

Bảng 3.9:

Dữ liệu thuộc tính bản đồ đơn vị đất đai ............................................... 56

Bảng 3.10: Tổng hợp các yêu cầu sử dụng đất ........................................................ 58
Bảng 3.11: Tổng hợp số liệu phân cấp thích nghi các yếu tố tự nhiên .................... 68
Bảng 3.12: Tổng hợp diện tích đất trồng mía đến 2020 tầm nhìn đến 2030............. 68

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




viii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Sơ đồ các bƣớc tiến hành trong đánh giá đất đai (FAO, 1976)[26] ........ 7
Các thành phần cơ cấu của GIS [8] ....................................................... 13
Môi trƣờng làm việc của ALES ............................................................ 18
Giao diện làm việc phần mềm PRIMER ............................................... 20
V ng phân bố theo lãnh thổ của cây mía trên thế giới [29] .................. 25
Các sản phẩm chính và phụ sản xuất từ cây mía [29] ........................... 26
Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu .................................................. 33
Địa hình, địa mạo khu vực nghiên cứu .................................................. 34

Hệ thống sông ngòi, kênh rạch khu vực nghiên cứu ............................. 35
Cơ sở dữ liệu bản đồ đất trên phần mềm ArcGIS ................................. 46
Bản đồ thổ nhƣỡng khu vực nghiên cứu ............................................... 47
Bản đồ phân cấp Thành phần cơ giới đất .............................................. 49
Bản đồ phân cấp độ dốc......................................................................... 51
Bản đồ độ sâu tầng canh tác .................................................................. 52
Bản đồ chế độ tƣới khu vực nghiên cứu ................................................ 54
Kết quả bản đồ đơn vị đất đai khu vực nghiên cứu ............................... 55
CSDL không gian, thuộc tính trên phần mềm ArcGIS ......................... 57
Giao diện làm việc trên Ales ................................................................. 58
Tạo các LUR cho việc đánh giá trên Ales ............................................. 59
Khai báo đặc điểm đất đai trên Ales...................................................... 59
Mô tả kiểu sử dụng đất trên Ales........................................................... 60
Xây dựng cây quyết định đƣợc thực hiện với từng yếu tố .................... 61
Xác định các yếu tốt cho tính toán trên Ales ......................................... 61
Thiết lập nhập dữ liệu từ ArcGIS vào Ales ........................................... 62
Nhập dữ liệu từ ArcGIS vào Ales ......................................................... 63
Đánh giá các đơn vị đất đai ................................................................... 64
Bảng thuộc tính sau khi nhập dữ liệu từ Ales sang ArcGIS .................. 65
Bản đồ phân cấp thích nghi cây mía theo 05 yếu tố tự nhiên................ 67
Bản đồ Quy hoạch đất trồng mía đến 2020 ........................................... 69
Bản đồ điều chỉnh quy hoạch đất trồng mía đến năm 2020 tầm
nhìn đến 2030 ........................................................................................ 70
Hình 3.25: Kết quả đánh giá tƣơng quan giữa 05 yếu tố thích nghi ....................... 72
Hình 3.26: Biểu đồ mô tả mối quan hệ giữa các LMU ........................................... 72
Hình 1.1:
Hình 1.2:
Hình 1.3:
Hình 1.4:
Hình 1.5:

Hình 1.6:
Hình 3.1:
Hình 3.2:
Hình 3.3:
Hình 3.4:
Hình 3.5:
Hình 3.6:
Hình 3.7:
Hình 3.8:
Hình 3.9:
Hình 3.10:
Hình 3.11:
Hình 3.12:
Hình 3.13:
Hình 3.14:
Hình 3.15:
Hình 3.16:
Hình 3.17:
Hình 3.18:
Hình 3.19:
Hình 3.20:
Hình 3.21:
Hình 3.22:
Hình 3.23:
Hình 3.24:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, trong thời kỳ chuyển mình của nền nông nghiệp từ nông nghiệp
thuần túy sang một nền nông nghiệp hàng hóa đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng ngày
càng cao cả về chất lƣợng và số lƣợng (Trần Anh Phong, 2012)[13]. Do vậy, các
nhà quản lý, hoạch định chính sách, nhà khoa học, kỹ thuật nông nghiệp và ngƣời
lao động cũng đã nghiên cứu, thực nghiệm nhằm tìm ra giải pháp nâng cao hiệu quả
sử dụng đất và hƣớng tới phát triển bền vững (Nguyễn Ích Tân, 2000; Trần Thị
Minh Châu, 2007)[3,14]. Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp nhƣng quỹ đất nông
nghiệp trên đầu ngƣời thấp nên việc lựa chọn loại cây trồng trên từng loại đất nhằm
nâng cao năng suất, sản lƣợng và hiệu quả sử dụng đất là hƣớng tiếp cận đúng
(Nguyễn Đình Bồng, 2002; Hoàng Thanh Oai, Hoàng Văn H ng, 2012)[2,11].
Nhiều nghiên cứu liên quan đến đánh giá hiệu quả sử dụng đất, nghiên cứu
thích nghi đất đai, lập bản đồ thích nghi đất đai hay các biện pháp chọn giống, thâm
canh,… đã đƣợc triển khai ở nhiều địa phƣơng, trong khi đó đất nông nghiệp của
nƣớc ta ngày càng bị thu hẹp do áp lực của đô thị hóa và phát triển kinh tế xã hội
Vũ Thị Bình, 1993; Nguyễn Thế Đặng và cs, 2003)[1,4]. Mặt khác, các tác động
của biến đổi khí hậu, canh tác lạc hậu đã làm cho hiệu quả sử dụng tài nguyên đất
kém. Một nên nông nghiệp công nghệ cao, nền nông nghiệp hữu cơ vừa đảm bảo sử
dụng tốt, hiệu quả tài nguyên đất đai hƣớng tới phát triển bền vững là nhiệm vụ cần
thiết (Viện QH và TKNN, 1995)[19]. Đánh giá thích nghi đất đai trên cơ sở ứng
dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại đáp ứng giải quyết mối tƣơng quan hữu cơ giữa
đât đai - cây trông - điều kiện sinh thái, môi trƣờng là cách tiếp cận đã đƣợc nhiều
quốc gia áp dụng (Đào Châu Thu và Nguyễn Khang, 1998)[16].
Cây mía và nghề làm mật đã gắn bó với ngƣời dân Việt Nam từ thời xa xƣa,
nhƣng ngành công nghiệp mía đƣờng của nƣớc ta chỉ mới đƣợc bắt đầu từ những
năm 1990 và thực sự phát triển sau khi chƣơng trình mía đƣờng ra đời vào năm

1995 với mục tiêu sản xuất 1 triệu tấn đƣờng thay thế nhập khẩu, tạo bƣớc khởi đầu
cho quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn, xoá đói, giảm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




2

nghèo, giải quyết việc làm cho lao động nông nghiệp (Viện Mía đƣờng, 2015)[29].
Kể từ đó tới nay, dƣới sự hỗ trợ và tác động có hiệu quả bởi các chính sách của Chính
phủ, ngành mía đƣờng Việt Nam đã đóng góp một phần vào sự tăng trƣởng nền kinh tế
quốc dân và quan trọng hơn là góp phần quan trọng về mặt xã hội nhƣ tạo việc làm ổn
định cho hàng triệu nông dân trồng mía và hơn hai vạn công nhân làm việc trong các
nhà máy, cải thiện đời sống vật chất tinh thần cho ngƣời dân, góp phần chuyển dịch cơ
cấu kinh tế tạo nên các v ng sản xuất hàng hoá lớn, bộ mặt nông thôn các v ng mía
đƣợc đổi mới (Viện Mía đƣờng, 2015)[29]. Trƣớc thuận lợi đó, là một huyện có sản
lƣợng mía đƣờng đứng đầu trong toàn tỉnh Tuyên Quang, huyện Sơn Dƣơng đã và
đang có những chuyển mình trong phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là ngành trồng và
sản xuất nguyên liệu mía đƣờng. Toàn huyện Sơn Dƣơng hiện có trên 4000 ha mía.
Năm 2014, huyện Sơn Dƣơng đƣợc tỉnh giao trồng mới 700 ha mía, nhƣng vụ mía năm
nay, huyện mới chỉ thực hiện đƣợc trên 200 ha và có trên 400 ha mía đƣợc chuyển đổi,
luân canh sang trồng các loại cây khác, phần lớn diện tích trồng mía đƣợc tập trung vào
các xã phía Nam của huyện (UBND huyện Sơn Dƣơng, 2014)[23]. Đứng trƣớc khó
khăn này, cấp ủy, chính quyền huyện Sơn Dƣơng đã có nhiều biện pháp quyết liệt chỉ
đạo, điều hành đảm bảo diện tích v ng nguyên liệu mía để cung cấp cho nhà máy.
Trong khi đó, nhiều diện tích hiện đang trồng mía cho năng suất không cao. Vấn đề đặt
ra là trồng ở đâu vừa đem lại năng suất cao vừa đảm bảo tính bền vững cho ngành mía
Sơn Dƣơng đặc biệt là các xã khu vực phía Nam.
Đánh giá thích nghi đất đai nhằm mục tiêu cung cấp thông tin về sự thuận lợi

và khó khăn trong việc sử dụng đất đai, làm căn cứ để ra quyết định chiến lƣợc về
quản lý và sử dụng đất đai. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau đƣợc sử dụng trong
quá trình đánh giá đất đai. Trong đó, mô hình tích hợp Hệ thống Thông tin Địa lý
(GIS) và phần mềm Đánh giá Đất đai Tự động (ALES) kết hợp với các chức năng
đánh giá tƣơng quan của phần mềm PRIMER đƣợc cho là phƣơng pháp giúp tiết
kiệm thời gian, nâng cao năng suất lao động với kết quả đầu ra chính xác và có tính
hiện thực cao, có thể áp dụng ở nhiều v ng khác nhau (Lê Cảnh Định, 2007)[6].
Phƣơng pháp này tận dụng đƣợc ƣu điểm của ALES là tính toán khả năng thích
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




3

nghi dựa trên phƣơng pháp đánh giá đất đai của FAO, đồng thời phát huy khả năng
của GIS bao gồm lƣu trữ, cập nhật, kết nối dữ liệu dễ dàng, phân tích, hiển thị trực
quan dữ liệu không gian mạnh mẽ hay mô phỏng tƣơng quan giữa các yếu tố thích
nghi của PRIMER đã tạo nên một hệ thống phân tích đánh giá hoàn hảo. Xuất phát từ
thực tiễn đó, tôi tiến hành đề xuất đề tài: “Đánh giá phân hạng thích nghi đất trồng
mía tại một số xã khu vực phía Nam huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang trên cơ
sở ứng dụng phần mềm ALES và phần mềm PRIMER 5.0 kết nối với GIS” nhằm
giải quyết vấn đề khó khăn cho ngành mía đƣờng Sơn Dƣơng nói riêng và sản xuất
mía đƣờng Việt Nam nói chung.
2. Mục tiêu tổng quát của đề tài
Đánh giá phân hạng thích nghi đất đai cho phát triển cây mía tại một số xã
khu vực phía Nam huyện Sơn Dƣơng. Trên cơ sở đó, đề xuất, hỗ trợ ra quyết định
quy hoạch phát triển diện tích trồng mía theo hƣớng thích nghi đất đai trên địa bàn
nghiên cứu đảm bảo sử dụng đất tối ƣu.
3. Mục tiêu cụ thể của đề tài

Xác định các yếu tố thích nghi đất đai cho cây mía trên địa bàn một số xã phía
Nam huyện Sơn Dƣơng, tỉnh Tuyên Quang.
Xây dựng mô hình tích hợp công nghệ GIS, ALES và phần mềm PRIMER đánh
giá thích nghi đất đai tự nhiên cho cây mía trên cơ sở các yếu tố đƣợc xác định.
Thành lập bản đồ phân v ng thích nghi tự nhiên cây mía trong phạm vi khu
vực nghiên cứu.
Đề xuất phƣơng án quy hoạch đất trồng mía theo những hƣớng đi ph hợp trên
cơ sở cân đối diện tích nằm trong quỹ đất nông nghiệp trên địa bàn đƣợc sử dụng
dựa vào việc chuyển đổi mục đích sử dụng và điều chỉnh quy hoạch đã có theo
hƣớng ph hợp hơn.
4. Yêu cầu của đề tài
Đề tài nghiên cứu trên cơ sở các thông tin số liệu, tài liệu điều tra phải trung
thực, chính xác đảm bảo độ tin cậy, phản ánh đúng thực trạng sử dụng đất trên địa
bàn nghiên cứu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




4

Xác định các yếu tố thích nghi đất đai cho cây mía với những chỉ tiêu ph hợp
với điều kiện cụ thể của các xã phía Nam thuộc huyện Sơn Dƣơng, tỉnh Tuyên Quang.
Việc phân tích xử lý số liệu phải trên cơ sở khoa học, có định tính và định
lƣợng bằng phƣơng pháp nghiên cứu ph hợp.
Các giải pháp đề xuất phải ph hợp về mặt khoa học và phải có tính thực thi.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học
- Góp phần bổ sung lý luận khoa học cho đánh giá phân hạng thích nghi đất
đai ở quy mô cấp huyện.

- Làm rõ mối trƣơng quan giữa các yếu tố thích nghi tác động trực tiếp hay
gián tiếp đến cây trồng đó. Cung cấp cơ sở khoa học cho ngành Tài nguyên Môi
trƣờng, ngành nông nghiệp và đặc biệt là công ty mía đƣờng Sơn Dƣơng có căn cứ
vững chắc trong việc triển khai dự án v ng nguyên liệu.
* Ý nghĩa thực tiễn
Nhằm tối ƣu hóa các phƣơng án quy hoạch sử dụng đất trồng mía, giúp ngành
Nông nghiệp huyện Sơn Dƣơng có những hƣớng đi hiệu quả trong việc tháo gỡ khó
khăn nhƣ đã nêu ra ở phần đặt vấn đề.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




5

Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Một số khái niệm cơ bản
Đất đai (Land) là diện tích của bề mặt Trái Đất, bao gồm các thành phần vật
lý và môi trƣờng sinh học ảnh hƣởng tới sử dụng đất (FAO, 1993). Đất đai bao gồm
có khí hậu, địa hình, đất, thủy văn và thực vật, mở rộng ra những tiềm năng ảnh
hƣởng tới sử dụng đất (Nguyễn Thế Đặng và cộng sự, 2015)[5].
Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit - LMU) là diện tích đất phân chia
trên bản đồ, có những tính chất đất đai và/hoặc chất lƣợng đất đai xác định. LMU
đƣợc định nghĩa và đo vẽ bằng các cuộc khảo sát tài nguyên thiên nhiên. Phân tích
đơn vị không gian cho thích hợp đất đai là LMU (FAO, 1976)[26].
Tính chất đất đai (Land Characteristic - LC) là những thuộc tính của đất đai
có thể đo đạc hoặc ƣớc lƣợng đƣợc thƣờng sử dụng làm phƣơng tiện để mô tả chất

lƣợng đất đai hoặc để phân biệt giữa các đơn vị đất đai có khả năng thích hợp cho
sử dụng khác nhau. Chất lƣợng đất đai (Land Quaility - LQ) là những thuộc tính
phức hợp phản ánh mối quan hệ và tƣơng tác của nhiều tính chất đất đai. Chất
lƣợng đất đai thƣờng đƣợc chia làm 3 nhóm: Nhóm theo yêu cầu sinh thái cây
trồng, nhóm theo yêu yêu cầu quản trị và nhóm theo cầu bảo tồn (Nguyễn Thế Đặng
và cộng sự, 2015)[5].
Loại hình sử dụng đất (Land Use Type - LUT) đó có thể là một một loại cây
trồng hoặc một số loại cây trồng trong một điều kiện kĩ thuật và kinh tế- xã hội nhất định.
Các thuộc tính của loại hình sử dụng đất bao gồm: Các thông tin về sản xuất, thị thƣờng
tiêu thụ sản phẩm, đầu tƣ, lao động, mức thu nhập,… (Trần Anh Phong, 2012)[13].
Yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement - LUR) là toàn bộ đặc điểm về
địa hình (độ dốc, độ cao,…), đất, khí hậu (nhiệt, ẩm, bức xạ); thủy lợi (điều kiện tƣới,
tiêu); thủy văn (ngập lụt, ngập mặn, ngập triều, chia ra độ sâu ngập, thời gian ngập);
các điều kiện về cơ sở hạ tầng, dịch vụ nông - lâm - ngƣ nghiệp; hiệu quả môi trƣờng
(khả năng che phủ mặt đất chống xói mòn; mức độ gây phú dƣỡng nguồn nƣớc); hiệu
quả kinh tế xã hội (tổng giá trị sản phẩm, thu nhập, lãi thuần, yêu cầu lao động,…)
đảm bảo thỏa mãn yêu cầu sinh thái cũng nhƣ các điều kiện sản xuất của cây trồng
thuộc loại sử dụng đất xác định (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[8].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




6

Yếu tố hạn chế (Limitation factor) là chất lƣợng đất đai hoặc tính chất đất đai
có ảnh hƣởng bất lợi đến loại hình sử dụng đất nhất định. Chúng thƣờng đƣợc d ng
làm tiêu chuẩn để phân cấp các mức thích hợp.
Đánh giá đất đai (Land evaluation) là tiến trình so sánh các tính chất đất đai
với các mục đích sử dụng nhất định sử dụng một kĩ thuật khoa học chuẩn. Kết quả

có thể đƣợc d ng nhƣ một chỉ dẫn cho ngƣời sử dụng, quy hoạch để xác định sử
thay đổi sử dụng đất. Là đánh giá hiệu suất đất đai khi đƣợc d ng cho một mục đích
xác định, bao gồm việc tiến hành và làm sáng tỏ các khảo sát và nghiên cứu dáng
đất, đất, thực vật, khí hậu và các khía cạnh khác của đất đai để nhận diện và so sánh
giữa loại hình sử dụng đất với mục tiêu đánh giá (FAO, 1976)[26].
Đánh giá thích hợp đất đai (Land suitability evaluation) đƣợc định nghĩa là sự
đánh giá hoặc dự đoán chất lƣợng đất đai cho một mục đích sử dụng nhất định, về các
mặt nhƣ khả năng sản xuất, nguy cơ suy giảm và các yêu cầu quản lý (FAO, 1976)[26].
1.1.2. Tiến trình đánh giá đất đai
Việc đánh giá đất đai t y thuộc vào mục tiêu và mức độ chi tiết của nghiên
cứu. Tuy nhiên, tiến trình đánh giá đất đai đƣợc chia thành ba giai đoạn chính: (1)
Giai đoạn chuẩn bị, (2) Giai đoạn điều tra thực tế, (3) Giai đoạn xử lý các số liệu và
báo cáo kết quả.
Các bƣớc thực hiện đánh giá đất đai theo hƣớng dẫn của FAO (1976) đƣợc
trình bày trong hình dƣới đây:
- Thảo luận ban đầu về nội dung, phƣơng pháp, lập kế hoạch; phân loại và
xác định các nguồn tài liệu có liên quan, từ đó lập kế hoạch nghiên cứu. Đồng thời,
thu thập và kế thừa các tài liệu chuyên ngành có liên quan đến đất và sử dụng đất
nhƣ: khí hậu, địa hình, thổ nhƣỡng và các số liệu thống kê về hiện trạng sử dụng
đất. Sau đó, tiến hành điều tra thực địa về hiện trạng sử dụng đất và hiệu quả sản
xuất của các loại hình sử dụng đất nhằm mục đích lựa chọn loại hình sử dụng đất có
triển vọng, ph hợp với mục tiêu phát triển, điều kiện sinh thái và bối cảnh kinh tếxã hội của v ng nghiên cứu (Vũ Cao Thái và cộng sự 1997)[15].
- Trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố môi trƣờng tự nhiên liên quan đến sản
xuất nông nghiệp, phân lập và xác định chất lƣợng hoặc tính chất đất đai
(LQ/LC) có ảnh hƣởng mạnh mẽ đến sử dụng đất. Tiến hành khoanh định các
đơn vị bản đồ đất đai (LMU) (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[8].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

7

- Căn cứ trên yêu cầu sinh thái của cây trồng và đặc điểm của môi trƣờng tự nhiên,
xác định các yêu cầu về đất đai (LUR) của các loại hình sử dụng đất đƣợc đánh giá.
- So sánh giữa sử dụng đất (LUT) và tài nguyên đất đai, trong đó đối chiếu
giữa LQ/LC và LUR của các loại hình sử dụng đất để xác định các mức độ thích
hợp đất đai cho các loại hình sử dụng đất đƣợc chọn.
- Dựa trên kết quả đánh giá thích hợp đất đai, đề xuất bố trí sử dụng đất. Trong
đề tài, ứng dụng phƣơng pháp MCA để đề xuất sử dụng đất theo quan điểm bền vững.
KHỞI ĐẦU
- Xác định v ng NC
- Mục tiêu
- Số liệu và giả thiết
- Lập kế hoạch NC

SỬ DỤNG ĐẤT
- Các loại hình sử
dụng đất

BẢN ĐỒ ĐƠNVỊ
ĐẤT ĐAI

KIỂM
CHỨNG
YÊU CẦU SỬ
DỤNG ĐẤT VÀ
CÁC HẠN CHẾ

SO SÁNH GIỮA SỬ

DỤNG ĐẤT VÀ ĐẤT ĐAI
- Đối chiểu, phân tích tác
động: Kinh tế - Xã hội Môi trƣờng

TÍNH CHẤT VÀ
CHẤT LƢỢNG
ĐẤT ĐAI

PHÂN LOẠI KHẢ
NĂNG THÍCH
NGHI ĐẤT ĐAI
HIỂN THỊ KẾT QUẢ

Hình 1.1: Sơ đồ các bước tiến hành trong đánh giá đất đai (FAO, 1976)[26]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




8

1.1.3. Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai
FAO (1976), đã xây dựng cấu trúc tổng quát của phân loại khả năng thích
nghi đất đai gồm 4 cấp nhƣ sau (Đỗ Nguyên Hải, 2000)[7]:
- Bộ (Orders): phản nh c c loại thích nghi.
- Lớp (Classes): phản nh mức độ thích nghi của bộ.
- Lớp phụ (Sub-classes): phản nh c c hạn chế cụ thể của từng đơn vị đất
đai với từng loại hình sử dụng đất. Những yếu tố này tạo ra sự kh c biệt giữa c c
dạng thích nghi trong cùng một lớp.

- Đơn vị (Units): phản nh những sự kh c biệt về yêu cầu quản trị của c c
dạng thích nghi trong cùng một lớp phụ.
Bảng 1.1: Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976) [26]

Hạng (Categories)
Bộ (Order)

Lớp (Clas)

Lớp phụ (Subclass)

S - Thích nghi

S1

S1t

S2

S2i

S3

S2s

(*)

Đơn vị (Unit)
S2s-1
S2s-2 (**)

S3f
N - Không thích nghi

N1

N1i

N2

N2g

(*) Yếu tố hạn chế: khí hậu (lũ lụt: f, hạn h n: d); điều kiện đất đai (địa hình: t,

độ dốc: s).
(**) Yếu tố hạn chế trong cùng 1 lớp phụ, phản nh sự kh c biệt về mức độ kh c
biệt về mặt quản trị (Ví dụ: s-1 < 10%, s-2=10-20%, s-3: >20%).
Cấp phân vị từ lớp “bộ” tới lớp “phụ” đƣợc áp dụng đánh giá đất đai tới cấp
tỉnh, từ lớp “bộ” tới “đơn vị” sẽ đƣợc áp dụng tới cấp huyện điểm và các xã thuộc
huyện điểm.
Trong đề tài này, sử dụng cấp phân vị tới cấp “đơn vị”.
Bộ thích nghi đất đai đƣợc chia làm 3 lớp: S1 (thích nghi cao), S2 (thích nghi
trung bình), S3 (thích nghi kém).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




9

 S1 (Thích nghi cao): Đất đai không có hạn chế có ý nghĩa đối với việc
thực hiện lâu dài một loại đất sử dụng đất đƣợc đề xuất, hoặc không làm giảm năng
xuất hoặc tăng mức đầu tƣ quá mức có thể chấp nhận đƣợc.
 S2 (Thích nghi trung bình): Đất đai có những hạn chế mà cộng chung lại ở
mức trung bình đối với việc thực hiện một loại hình sử dụng đất đƣợc đƣa ra; các
giới hạn sẽ làm giảm năng suất hoặc lợi nhuận và làm gia tăng yêu cầu đầu tƣ. Ở
mức này lý tƣởng mặc d chất lƣợng của nó thấp hơn hạng S1.
 S3 (Thích nghi kém): Đất đai có những giới hạn mà cộng chung lại là
nghiêm trọng đối với loại hình sử dụng đất đƣợc đƣa vào, tuy nhiên vẫn không làm
ta bỏ loại sử dụng đất đã định. Phí tổn sản xuất cao nhƣng vẫn có lãi.
Bộ không thích nghi đất đai được chia làm 2 lớp: N1 (Không thích nghi
hiện tại) và N2 (không thích nghi vĩnh viễn).
 N1 (Không thích nghi hiện tại): Đất đai không thích nghi với loại hình sử
dụng đất nào đó trong điều kiện hiện tại. Những giới hạn đó có thể khắc phục đƣợc
bằng những đầu tƣ lớn trong tƣơng lai.
 N2 (Không thích nghi vĩnh viễn): Đất không thích nghi với loại hình sử
dụng đất trong hiện tại và tƣơng lai, vì có giới hạn rất nghiêm trọng mà con ngƣời
không có khả năng làm thay đổi.
Phương pháp xác định khả năng thích nghi đất đai
Sau khi đã xác lập các đơn vị đất đai và lựa chọn các loại hình sử dụng đất có
triển vọng để đánh giá, bƣớc kế tiếp trong tiến trình đánh giá đất đai là quá trình kết
hợp, so sánh giữa LQ/LC với LUR của loại hình sử dụng đất (LUT). Kết quả của
quá trình này là xác định các mức thích nghi của từng LUT trên từng đơn vị đất đai.
Phƣơng pháp kết hợp giữa LQ/LC và LUR theo đề nghị của FAO có các cách đối
chiếu sau:
(1) Điều kiện hạn chế: Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc áp dụng trong phân
loại khả năng thích nghi đất đai, sử dụng cấp hạn chế cao nhất để xác định khả năng
thích nghi. Phƣơng pháp này đơn giản nhƣng không giải thích đƣợc sự tƣơng tác
giữa các yếu tố.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

10

- Ưu điểm: Đơn giản, logic và theo quy luật tối thiểu trong sinh học.
- Hạn chế: Không thể hiện được ảnh hưởng qua lại của các yếu tố và không
thấy được vai trò của các yếu tố trội, yếu tố gây ảnh hưởng có ý nghĩa quyết định hơn.
(2) Phƣơng pháp toán học: Phƣơng pháp này cho điểm các chất lƣợng hoặc
tính chất đất đai (LQ/LC) ứng với từng LUT, cộng các giá trị và phân cấp này thích
nghi theo tổng số điểm. Đã có các nghiên cứu theo hƣớng này nhƣng xem mức độ
ảnh hƣởng của các LQ/LC đến thích nghi cây trồng có tầm quan trọng nhƣ nhau nên
kết quả không sát với thực tế sản xuất.
Để phƣơng pháp này mang tính khả thi cao cần thiết phải kham khảo ý kiến
chuyên gia để xác định:
(1) Xác định mức độ ảnh hƣởng (trọng số wi) của các LQ/LC đến thích
nghi các LUT.
(2) Thang điểm (xi) của từng LQ/LC ứng với từng LUT. Tổng giá trị thích
nghi theo miền giá trị thích nghi (Si).
(3) Phƣơng pháp chuyên gia: Bàn bạc với các nhà nông học, kinh tế, nông
dân,… tóm lƣợc việc kết hợp các điều kiện khác nhau và chỉnh sửa làm sao cho
chúng có thể đánh giá đƣợc cho tất cả các khả năng thích nghi.
(4) Phƣơng pháp xem xét kết quả về kinh tế: Trên cơ sở so sánh các kết quả
đánh giá về kinh tế với tính chất đất đai, sau đó đƣa ra phân cấp đánh giá.
Trong đề tài này, áp dụng phƣơng pháp điều kiện hạn chế lớn nhất cho
đánh giá thích nghi tự nhiên, đồng thời kết hợp với phƣơng pháp MCA trong
đánh giá thích nghi bền vững (đánh giá tổng hợp các lĩnh vực: Tự nhiên, kinh tế,
xã hội, môi trƣờng).
Các chỉ tiêu, tiêu chuẩn, ngƣỡng trong đánh giá thích nghi bền vững Chỉ tiêu:

Số liệu thống kê môi trƣờng xung quanh, số liệu này đƣợc đo lƣờng nó phản ánh
tình trạng môi trƣờng hoặc thay đổi trong các điều kiện khác nhau (ví dụ: tấn/ha do
điều kiện xói mòn, tỷ lệ tăng/ giảm do xói mòn).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




11

Tiêu chuẩn: Các tiêu chuẩn hoặc quy tắc (mô hình, kiểm tra hoặc biện pháp)
để quyết định phán đoán trong điều kiện môi trƣờng xung quanh (ví dụ: Đánh giá
tác động của mức độ xói mòn vào năng suất, chất lƣợng nƣớc,...).
Ngƣỡng: Mức vƣợt quá mà hệ thống xảy ra thay đổi đáng kể, điểm mà tại đó
các tác động vào sẽ phản ứng, thay đổi (ví dụ: Mức xói mòn mà tại đó không thể
chấp nhận đƣợc) (Đào Châu Thu, Nguyễn Khang, 1998)[16].
1.2. Tổng quan về ứng dụng công nghệ thông tin trong đánh giá thích nghi đất đai
1.2.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS
1.2.1.1. Giới thiệu
Trên thế giới hiện nay, Hoa kỳ, Canada, Anh, Hà lan và Australia là những
nƣớc có nền công nghệ GIS phát triển mạnh nhất, đặc biệt là trong lĩnh vực phát
triển các phần mềm máy tính và các trang thiết bị của nó. Việc ứng dụng công nghệ
GIS và Viễn Thám (RS: Remote Sensing) ở các nƣớc này hiện nay phần lớn tập
trung vào việc quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, quản lý đô thị, đánh giá các tác
động của môi trƣờng. Điểm đặc biệt hiện nay là việc sử dụng ảnh vệ tinh
(LANDSAT, SPOT) kết hợp với GIS đang đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến ở
nhiều Quốc gia trên Thế Giới (Nguyễn Kim Lợi và cộng sự, 2009)[12].
Đối với v ng Châu Á Thái Bình Dƣơng, hiện nay Singapore, Thái Lan,
Hồng Kông Malaysia, Ấn Độ Philippines, Nhật,… Là những nƣớc đã ứng dụng
công nghệ GIS và Viễn Thám từ nhiều năm qua và trong rất nhiều lĩnh vực nhƣ

quản lý tài nguyên môi trƣờng, quy hoạch đô thị, phân v ng sản xuất (Nguyễn Kim
Lợi và cộng sự, 2009)[12].
Ở nƣớc ta kỹ thuật GIS thực tế đƣợc biết đến khoảng 25 - 35 năm trở lại đây.
Đặc biệt là ĐBSCL, công nghệ GIS đã đƣợc đƣa vào sử dụng từ chƣơng trình cấp
nhà nƣớc trong đánh giá tài nguyên thiên nhiên vào những năm 1986 (ct 60 - 02). Tuy
nhiên từ sau năm 1991, sau khi các tỉnh đã thành lập các Sở Địa Chính ở các Tỉnh,
hiện nay đƣợc sử dụng thành công ở một số tỉnh trong lƣu trữ hồ sơ địa chính (Lê
Cảnh Định, 2007)[6].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




12

Đặc biệt trong nông nghiệp, sử dụng kỹ thuật GIS có 3 đặc điểm thuận lợi
chính khi đƣợc so sánh với cách quản lý bản đồ bằng tay trƣớc đây:
- Là một công cụ khá mạnh trong việc lƣu trữ và diễn đạt các số liệu đặc biệt
là các bản đồ.
- Có thể xử lý và cho ra những kết quả dƣới những dạng khác nhau nhƣ các
bản đồ, biểu bảng và các biểu đồ thống kê…
- Là một công cụ đắc lực cho các nhà khoa học, đặc biệt về lĩnh vực nghiên
cứu hệ thống canh tác, đánh giá đất đai, khả năng thích nghi của các kiểu sử dụng đất,
quản lý và xử lý các bản đồ giải thửa trong quản lý đất đai, quản lý và giám sát môi
trƣờng… Nó giúp cho các nhà làm khoa học có khả năng phân tích những nguyên
nhân, những ảnh hƣởng và kiểm chứng những biến đổi trong hệ thống sinh thái cũng
nhƣ khả năng thích ứng của việc thay đổi một số chính sách đối với ngƣời dân.
Hiện nay, nhiều cơ quan khoa học và đào tạo đã ứng dụng công nghệ GIS
vào các lĩnh vực quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, môi trƣờng, phân v ng, quy
hoạch đánh giá và đặc biệt là trong việc ngoại suy các mô hình, kiểu sử dụng đất đai

có triển vọng trên các v ng đất có vấn đề của v ng đồng bằng sông Hồng, Đồng
bằng Sông Cửu Long... Với tốc độ phát triển và b ng nổ GIS đƣợc bắt đầu vào
những năm 1996 trở lại đây, đến nay kỹ thuật GIS đã đƣợc ứng dụng ở nƣớc ta trên
nhiều lĩnh vực (Lê Cảnh Định, 2007)[6].
1.2.1.2. Vai trò chính của GIS:
GIS là một công cụ quản lý những thông tin trong nông nghiệp, bảo vệ tài
nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trƣờng, giữ gìn và bảo tồn những v ng khác. Kỹ
thuật này có khả năng lƣu trữ, phân tích, nhập dữ liệu vào và trình bày dữ liệu ở
dạng bản đồ và thống kê. Bên cạnh đó, GIS là một hệ thống d ng để xử lý số liệu
dƣới dạng số d ng cho việc phân tích và quản lý các số liệu thuộc về địa lý, đƣợc
kết hợp với các hệ thống phụ để nhập và xuất các dữ liệu, nó có khả năng nhập, lƣu
trữ, mô tả và khôi phục hay biểu thị những số liệu không gian (Nguyễn Kim Lợi và
cộng sự, 2009) [12].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




13

Hình 1.2: Các thành phần cơ cấu của GIS [8]
Một hệ thống thông tin địa lý (GIS) có thể bao gồm 5 thành phần cơ bản và 3
khả năng chính:
- Khả năng chồng lấp các bản đồ (Map Overlaying).
- Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification).
- Khả năng phân tích không gian (Spatial Anlysis).
1.2.1.3. Ứng dụng kỹ thuật GIS trong đ nh gi đất đai:
Trong sản xuất nông nghiệp, GIS có thể đƣợc sử dụng để dự đoán vụ m a cho
từng cây trồng. Nó có thể dự đoán bằng cách không chỉ xem xét khí hậu của v ng

mà còn bằng cách theo dõi sự sinh trƣởng và phát triển cây trồng, và bởi vậy sẽ dự
đoán đƣợc sự thành công của m a vụ. GIS có thể giúp tìm và thể hiện những thay
đổi của cây trồng trong từng giai đoạn. Ví dụ, nếu năm trƣớc số liệu cho thấy cây
trồng A phát triển rộng và cây trồng đã thành công trong nhiều năm trƣớc đó, những
số liệu này có thể đƣợc lƣu trữ. Nếu trong một vài m a vụ cây trồng không phát
triển tốt nhƣ trƣớc, bằng cách sử dụng GIS có thể phân tích số liệu và tìm ra nguyên
nhân của hiện tƣợng đó (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[8].
- Xây dựng mô hình quản lý rủi ro và đánh giá tổn thất ban đầu do rủi ro, xây
dựng mô hình về quá trình sinh trƣởng phát triển của cây trồng, bảo toàn nguồn tài
nguyên đất cho sản xuất bền vững;
- Quy hoạch rừng, thủy sản, đất cho mục đích sản xuất hàng hoá và thƣơng mại;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




14

- Tập trung vào các kịch bản thay đổi khí hậu ảnh hƣởng đến sản xuất nông
nghiệp nhƣ sự nóng lên của trái đất, hiệu ứng nhà kính, mực nƣớc biển nâng cao…
- Phát triển hoạt động khí tƣợng nông nghiệp, chƣơng trình quản lý sản xuất
nông nghiệp và quản lý nƣớc;
- Hệ thống hỗ trợ quyết định cho quy hoạch nông nghiệp và chuyển giao công nghệ;
- Với tính ƣu việt của công nghệ GIS, ngành lâm nghiệp đã ứng dụng trong
công tác quy hoạch và phát triển rừng, phục vụ công tác thiết kế, khai thác và trồng
mới rừng. Ngoài ra ngƣời ta còn sử dụng GIS trong việc theo dõi, đánh giá diễn
biến tài nguyên rừng, xác định v ng thích nghi cho cây lâm nghiệp.
Xây dựng và sử dụng CSDL phục vụ phát triển nông nghiệp và Phát triển
nông thôn của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp là một trong các ứng dụng
GIS vào công tác quy hoạch nông nghiệp hiện nay. Mục tiêu của đề tài là xây dựng

CSDL nông nghiệp và nông thôn thống nhất tập trung trên nền GIS (thống nhất về
khuôn dạng, hệ toạ độ và cấu trúc dữ liệu gồm cả dữ liệu địa lý và phi địa lý), gắn
với các mô hình phân tích thông tin nhằm trợ giúp quá trình lập kế hoạch và quy
hoạch sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và phát triển bền vững.
Các loại dữ liệu phi không gian bao gồm: Tài nguyên đất, khí hậu nông
nghiệp, tình hình sử dụng đất nông nghiệp, hiệu quả kinh tế sử dụng đất, thủy lợi,
tình hình sản xuất nông lâm nghiệp, số liệu thống kê nông nghiệp (năng suất, sản
lƣợng, diện tích một số cây trồng chính...), thông tin về sâu bệnh và đặc biệt là số
liệu về dân số, lao động nông thôn, kinh tế hộ…
Trong quy hoạch đánh giá phân loại đất, GIS là công cụ trợ giúp nhằm thu
thập dữ liệu chuyên đề, xử lý dữ liệu địa lý, tích hợp dữ liệu để xây dựng các bản đồ
đơn vị đất, mô phỏng kết quả đánh giá đất thông qua các bản đồ thích nghi cho từng
loại hình sử dụng đất. Mỗi đơn vị đất là một khu vực địa lý khác biệt với các tính
chất về thổ nhƣỡng, địa hình, thủy văn khí hậu. Nghiên cứu khả năng thích ứng của
cây trồng cần thu thập các số liệu sinh học và phi sinh học liên quan đến cây trồng
đƣợc lựa chọn quy hoạch tại v ng đất đó. Các yếu tố phi sinh học gồm: Số liệu đất
đƣợc phân thành các mức thích nghi khác nhau, số liệu khí hậu (lƣợng mƣa, sự
phân bố mƣa; nhiệt độ và tổng tích ôn theo thời gian sinh trƣởng…) và các yếu tố
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




15

sinh học nhƣ sâu bệnh, thời gian sinh trƣởng và các yêu cầu sinh học của cây đƣợc
xác định theo các mức thích ứng khác nhau (Lê Cảnh Định, 2007)[6].
Yếu tố kinh tế xã hội của địa phƣơng đƣợc xem xét và đƣa vào phân tích để có
kết luận tổng thể về tính thích ứng của cây theo quan điểm nền nông nghiệp hàng
hoá hiện nay.

1.2.2. Phần mềm đánh giá đất đai tự động ALES
1.2.2.1. Giới thiệu
Ngày nay, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ tin học đã cho ra đời
hàng loạt các loại phần mềm máy tính có khả năng tính toán, xử lý số liệu rất cao có
khả năng thay thế phần lớn hoạt động của con ngƣời. Trƣớc kia đánh giá đất đai làm
bằng thủ công do đó tốn thời gian và độ chính xác không cao, nhƣng ngày nay các
công việc thủ công đã đƣợc máy tính hóa cho ra kết quả rất nhanh và có độ chính
xác khá cao. Hệ thống đánh giá đất tự động ALES là một trong các phần mềm nhằm
phục vụ cho việc đánh giá thích nghi đất đai dễ dàng và tiết kiệm thời gian. ALES
đang sử dụng tích hợp với GIS để hỗ trợ công tác đánh giá đất đai và phân v ng
sinh thái cây trồng. Kết quả mô hình hóa từ ALES sẽ đƣợc kết nối với GIS nhằm
xây dựng các bản đồ thích hợp đất đai cho một v ng lãnh thổ cụ thể, phục vụ công
tác quy hoạch sử dụng đất. Nói cách khác, ALES tạo điều kiện cho các nhà chuyên
môn dễ dàng cập nhật thông tin cho các mô hình đánh giá của mình. Bản thân
ALES không có chức năng thể hiện bản đồ và phân tích không gian. Tuy nhiên có
thể xuất kết quả đánh giá của ALES sang GIS để thực hiện những phân tích về
không gian. (David G. Rossister và ctv, 1997)[27].
Phần mềm đánh giá đất đai tự động ALES đƣợc nâng cấp từ version 1.0 năm
1989; version 3.0 năm 1990 và version năm 1995. Đƣợc xây dựng bởi David G.
Rossiter và ctv Trƣờng Đại Học Cornell-USA, nhằm phục vụ cho việc đánh giá
thích nghi đất đai. Với chƣơng trình này, ngƣời sử dụng hoàn toàn chủ động đƣa số
liệu vào máy tính theo yêu cầu của chƣơng trình và sẽ cho ra kết quả rất nhanh bao
gồm thông số sau: Thích nghi tự nhiên, ƣớc đoán năng suất, phân tích các thông số
kinh tế. Mức độ chính xác t y vào nguồn số liệu đầu vào. Chƣơng trình ALES chỉ
là công cụ cho đánh giá thích nghi đất đai và qui trình thực hiện đƣợc chia làm hai
bƣớc chính (trình tự đƣợc áp dụng theo ALES version 4.5, 1995). (David G.
Rossister và ctv, 1997) [27].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN