tích hợp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa xã bắc sơn, huyện ân thi, tỉnh hưng yên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (11.16 MB, 88 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
NGUYỄN VƯƠNG LINH
TÍCH HỢP VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN ĐỊA LÝ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
ĐẤT LÚA XÃ BẮC SƠN, HUYỆN ÂN THI, TỈNH HƯNG YÊN
CHUYÊN NGÀNH
: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
MÃ SỐ
: 60.85.01.03
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. LÊ THỊ GIANG
HÀ NỘI, NĂM 2015
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng có ai công bố trong bất kỳ
công trình nào.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận văn
đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn đã chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2015
Tác giả
NGUYỄN VƯƠNG LINH
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và rèn luyện tại Học viện Nông Nghiệp Việt Nam,
tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa
Quản Lý Đất Đai cũng như các thầy cô giáo trong trường đã truyền đạt cho tôi
những kiến thức quý báu.
Xuất phát từ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm
ơn các thầy cô giáo. Đặc biệt để có thể hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố
gắng nỗ lực của bản thân, còn có sự giúp đỡ chu đáo, tận tình của TS Lê Thị
Giang, các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ thống thông tin đất đai, các cô, các chú,
các anh, chị ở UBND huyện, phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Ân Thi,
tỉnh Hưng Yên và các phòng ban khác đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn
thành luận văn này theo đúng nội dung và kế hoạch được giao.
Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong nhận
được sự đóng góp, chỉ bảo của các thầy, các cô và các bạn để luận văn được hoàn
thiện hơn.
Với tấm lòng biết ơn, tôi xin chân thành cám ơn mọi sự giúp đỡ quý báu đó!
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2015
Tác giả
NGUYỄN VƯƠNG LINH
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii
MỤC LỤC
Lời cam đoan
i
Lời cảm ơn
ii
Mục lục
iii
Danh mục chữ cái viết tắt
v
Danh mục bảng
vi
Danh mục hình
vii
MỞ ĐẦU
1
1
Tính cấp thiết của đề tài.
1
2
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
3
3
Yêu cầu của đề tài
3
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
4
1.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu đất lúa.
4
1.1.1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu, cơ sở dữ liệu đất đai
4
1.1.2 Cơ sở dữ liệu đất lúa
7
1.2 Tổng quan công nghệ GIS và Viễn thám.
13
1.2.1 Tổng quan công nghệ GIS.
13
1.2.2 Tổng quan công nghệ Viễn thám.
16
1.2.3 Khả năng khai thác thông tin của ảnh vệ tinh
24
1.2.4 Ứng dụng GIS và Viễn thám trong công tác quản lý tài nguyên đất.
29
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
33
2.1 Đối tượng nghiên cứu
33
2.2 Phạm vi nghiên cứu
33
2.3 Nội dung nghiên cứu
33
2.3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên – kinh tế – xã hội
33
2.3.2 Tình hình sử dụng đất xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi, tỉnh Hưng Yên
33
2.3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa.
33
2.3.4 Đánh giá thực trạng sử dụng đất lúa.
34
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii
2.4 Các phương pháp nghiên cứu
34
2.4.1 Phương pháp điều tra số liệu thứ cấp
34
2.4.2 Phương pháp điều tra số liệu sơ cấp
34
2.4.3 Phương pháp xây dựng CSDL đất lúa bằng GIS
34
2.4.4 Phương pháp giải đoán ảnh lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất lúa
34
2.4.5 Phương pháp thống kê, so sánh
35
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
36
3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi
36
3.1.1 Điều kiện tự nhiên
36
3.1.2 Thực trạng phát triển các ngành kinh tế.
40
3.1.3 Thực trạng phát triển xã hội
42
3.2 Tình hình sử dụng đất tại xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi, tỉnh Hưng Yên
47
3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa
50
3.3.1 Thu thập nội dung thông tin:
51
3.3.2 Phân tích nội dung dữ liệu:
51
3.3.3 Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu
51
3.3.4 Chuẩn hóa và chuyển đổi dữ liệu
53
3.3.5 Xây dựng cơ sở dữ liệu
55
3.4 Đánh giá thực trạng sử dụng đất lúa
62
3.4.1 Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất lúa bằng công nghệ Viễn thám.
62
3.4.2 So sánh diện tích thực trồng lúa từ bản đồ hiện trạng sử dụng đất
lúa và ảnh viễn thám
70
3.4.3 Nhận xét về phương pháp tích hợp viễn thám và hệ thống thông
tin địa lý trong công tác xác định thực trạng sử dụng đất trồng lúa.
72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
74
Kết luận
74
Kiến nghị
75
TÀI LIỆU THAM KHẢO
76
PHỤ LỤC
78
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv
DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
CSDL:
Cơ sở dữ liệu
ETM+:
Bộ cảm ETM+
Feature Class:
Lớp thông tin
Feature Dataset:
Nhóm lớp thông tin
GIS:
Hệ thống thông tin địa lý
TN&MT:
Tài nguyên và Môi trường
TW:
Trung ương
UBND:
Ủy ban nhân dân
UNDP:
Chương trình phát triển Liên hợp quốc
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v
DANH MỤC BẢNG
Số bảng
Tên bảng
Trang
1.1
Một số thông số kỹ thuật của một số loại ảnh vệ tinh SPOT
28
3.1
Hiện trạng sử dụng đất xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi năm 2014
47
3.2
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Khoanh đất hiện trạng
55
3.3
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Địa danh
56
3.4
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Điểm kinh tế văn hóa xã hội
57
3.5
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Địa phận cấp xã
57
3.6
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Đường biên giới, địa giới
58
3.7
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Giao thông dạng vùng
59
3.8
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Thủy hệ dạng vùng
59
3.9
Cấu trúc dữ liệu thông tin lớp Ranh giới đất trồng lúa
60
3.10
Các loại hình sử dụng đất xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi
63
3.11
Thực trạng sử dụng đất lúa xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi
70
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi
DANH MỤC HÌNH
Số hình
Tên hình
Trang
1.1
Sơ đồ phân lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đất đai
1.2
Vị trí CSDL đất lúa trong CSDL đất đai
11
1.3
Mô hình tổng thể CSDL đất trồng lúa quốc gia
12
1.4
Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS
15
1.5
Phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
17
1.6
Cộng gộp kênh ảnh Landsat 8 – 2013
23
1.7
Tăng cường chất lượng ảnh cho ảnh LANDSAT8
23
3.1
Sơ đồ vị trí xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi
36
3.2
Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu
50
3.3
Mô hình, cấu trúc cơ sở dữ liệu đất trồng lúa
52
3.4
Quá trình chuyển đổi dữ liệu dạng điểm sang *.shp
54
3.5
Quá trình tạo shapefile dạng vùng
54
3.6
Lớp Khoanh đất hiện trạng
55
3.7
Lớp Địa danh
56
3.8
Lớp Điểm kinh tế văn hóa xã hội
57
3.9
Lớp Địa phận cấp xã
58
3.10
Lớp Đường biên giới, địa giới
58
3.11
Lớp Thủy hệ dạng vùng
59
3.12
Lớp Thủy hệ dạng vùng
60
3.13
Lớp Ranh giới đất trồng lúa
61
3.14
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lúa xã Bắc Sơn
61
3.15
Ảnh cắt SPOT 5 – 2014 xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi
63
3.16
Xây dựng tệp mẫu cho ảnh SPOT5 khu vực xã Bắc Sơn
64
3.17
Kết quả gộp lớp cho ảnh SPOT5 khu vực xã Bắc Sơn
64
3.18
Kết quả đánh giá độ chính xác tệp mẫu theo phương pháp Display
Mean Plot Window
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
6
65
Page vii
3.19
Kết quả đánh giá độ chính xác tệp mẫu theo phương pháp Signature
Separability
65
3.20
Kết quả phân loại ảnh SPOT5 xã Bắc Sơn
66
3.21
Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại SPOT5 xã Bắc Sơn
66
3.22
File tọa độ đánh giá độ chính xác của tệp mẫu
67
3.23
Kết quả đánh giá độ chính xác ảnh SPOT5 khu vực xã Ân Thi
69
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Nghị quyết đại hội đại biểu Đảng toàn quốc lần thứ IX đã khẳng định quá
trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nói chung và lĩnh vực nông nghiệp,
nông thôn nói riêng đã và đang diễn ra ngày càng nhanh chóng, đặc biệt, trong
những năm gần đây, quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa được đẩy mạnh ở
nhiều địa phương trên cả nước. Trong quá trình đó, hàng vạn hecta đất nông
nghiệp đã được thu hồi để sử dụng vào mục đích chuyên dùng như xây dựng các
khu công nghiệp, kinh tế, đô thị, xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng công
cộng. Quan niệm phát triển công nghiệp, dịch vụ bằng mọi cách mà chưa chú ý
đúng mức đến các hệ lụy do tác động của việc thu hồi đất cũng như chưa nhận
thức đúng về vấn đề đảm bảo an ninh lương thực. Theo cảnh báo của Chương
trình phát triển Liên hợp quốc (UNDP), nếu mực nước biển tăng 1m, Việt Nam
sẽ mất 5% diện tích đất đai, 11% người mất nhà cửa, 7% sản lượng nông nghiệp
và 10% thu nhập quốc nội. Do đó, để đáp ứng được nhu cầu cấp bách trong việc
quản lý đất trồng lúa đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, việc xây dựng cơ sở
dữ liệu đất trồng lúa là nhu cầu cần thiết và đóng vai trò quan trọng đối với việc
quản lý sử dụng đất hiệu quả, tiết kiệm và đúng mục đích diện tích đất trồng lúa
hiện tại đáp ứng yêu cầu đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, nâng cao đời
sống nhân dân.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một tổ chức tổng thể của 5 hợp phần:
thiết bị, phần mềm, dữ liệu, con người và tổ chức hệ thống thông tin, được thiết
kế hoạt động một cách hiệu quả nhằm thu nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích, và
hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết lớp rộng lớn các bài
toán ứng dụng liên quan đến vị trí địa lý trên bề mặt trái đất. GIS được sử dụng
như một công cụ kỹ thuật để giải quyết những vấn đề cấp thiết của thời đại như
xu hướng biến đổi sử dụng đất, tình trạng triệt phá rừng, sự xuống cấp của môi
trường, vấn đề đô thị hoá, dự báo những biến động khí hậu. GIS cung cấp những
công cụ mạnh nhất để có thể xây dựng, tổ chức, xử lý và quản lý các dữ liệu, từ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1
đó cung cấp thông tin trợ giúp cho chuyên gia về GIS và các nhà quản lý trong
việc ra các quyết định đúng đắn, các giải pháp hữu hiệu cho các vấn đề trên.
Ở Việt Nam, viễn thám mới được quan tâm kể từ năm 1980 khi nước ta
tham gia tổ chức vũ trụ quốc tế Intercosmos. Đến nay, công nghệ viễn thám đã
được nhiều ngành ở Việt Nam ứng dụng rộng rãi để phục vụ cho những mục đích
khác nhau, phổ biến là các lĩnh vực về thông tin truyền thông và các hoạt động
về: quan trắc tài nguyên nước, bảo vệ môi trường, khí tượng, thủy văn; trong lĩnh
vực lâm nghiệp ảnh vệ tinh đã được Viện Điều Tra Quy hoạch Rừng sử dụng cho
công tác điều tra tài nguyên rừng toàn quốc từ những năm 1980 với ảnh Landsat
4, 1990 với Landsat 6, 2000 sử dụng Landsat ETM+ và 2010 sử dụng ảnh Spot 5;
trong nông nghiệp, ảnh vệ tinh cũng được ứng dụng rộng rãi cho công tác xây
dựng bản đồ sử dụng đất, công tác dự báo sâu bệnh và quản lý lưu vực; đối với
lĩnh vực quản lý đất đai, ảnh viễn thám đã được ứng dụng nhiều trong việc thành
bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở tỷ lệ nhỏ, thành lập và hiệu chỉnh bản đồ địa
hình,… Một trong số đó, ứng dụng ảnh viễn thám để theo dõi, giám sát nhằm
quản lý, theo dõi biến động các loại đất là một nghiên cứu được ứng dụng rất
hiệu quả hiện nay.
Bắc Sơn là một xã có diện tích đất nông nghiệp khá lớn thuộc huyện Ân
Thi, tỉnh Hưng Yên, tuy nhiên do ảnh hưởng của quá trình hiện đại hóa và công
nghiệp hóa, một phần diện tích đất nông nghiệp đã chuyển thành các khu công
nghiệp và dịch vụ để phục vụ cho sự phát triển của địa phương; hoặc một phần
diện tích theo thời gian đã chuyển mục đích sử dụng thành loại đất khác. Sự kết
hợp giữa viễn thám và kỹ năng xử lý số liệu của hệ thống thông tin địa lý (GIS)
giúp chúng ta có một công cụ hoàn chỉnh để tìm hiểu sự thay đổi sử dụng đất, số
lượng và vị trí phân bố. Đó là phương pháp theo dõi thay đổi sử dụng đất ưu việt
hơn hẳn so với phương pháp truyền thống về không gian, thời gian và kinh phí,
ta có thể theo dõi diễn biến tự nhiên cũng như tác động của con người trong hàng
chục năm trở lại đây. Ngoài việc mang lại hiệu quả cao, chính xác thì phương
pháp kết hợp ảnh viễn thám và công nghệ GIS còn dễ cập nhật. Với những ưu
điểm đó, việc sử dụng tư liệu ảnh viễn thám để thành lập bản đồ thay đổi sử dụng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2
đất đã trở thành phương pháp hiệu quả nghiên cứu thay đổi tài nguyên đất, góp
phần tích cực trong công tác quản lý đất đai, giúp Nhà Nước đưa ra các chính
sách tầm cỡ vĩ mô hạn chế biến động đất đai.
Xuất phát từ thực tiễn trên, dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Thị Giang, tôi
tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tích hợp Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý
xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi, tỉnh Hưng Yên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Xây dựng CSDL đất lúa xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi, tỉnh Hưng Yên.
- Sử dụng GIS và viễn thám để đánh giá thực trạng sử dụng đất lúa xã Bắc
Sơn, huyện Ân Thi, tình Hưng Yên.
3. Yêu cầu của đề tài
- Xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa trên nền bản đồ hiện trạng xã Bắc Sơn
năm 2014.
- Giải đoán ảnh viễn thám xã Bắc Sơn, huyện Ân Thi đạt độ chính xác cao
(trên 85%).
- Đưa ra được thực trạng sử dụng đất lúa trên địa bàn xã Bắc Sơn, huyện
Ân Thi sát với thực tế, từ đó đưa ra các nguyên nhân dẫn đến tình trạng sử dụng
sai mục đích sử dụng đất trên địa bàn xã.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về cơ sở dữ liệu đất lúa.
1.1.1. Tổng quan về cơ sở dữ liệu, cơ sở dữ liệu đất đai
Cơ sở dữ liệu (viết tắt CSDL; tiếng Anh là database) là một hệ thống các
thông tin có cấu trúc, được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ nhằm thõa mãn yêu
cầu khai thác thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương
trình ứng dụng chạy cùng một lúc với những mục đích khác nhau.
Việc sử dụng hệ thống CSDL này sẽ khắc phục được những khuyết điểm
của cách lưu trữ dươi dạng hệ thống tập tin, đó là:
+ Giảm trùng lặp thông tin ở mức thấp nhất, đảm bảo tính nhất quán và
toàn vẹn dữ liệu
+ Đảm bảo dữ liệu được truy xuất theo nhiều cách khác nhau, từ nhiều
người khác nhau và nhiều ứng dụng khác nhau.
+ Tăng khả năng chia sẻ thông tin (Free Tutorials, 2014)
Tại Điều 3, Thông tư số 34/2014/TT-BTNMT về xây dựng, quản lý, khai
thác hệ thống thông tin đất đai nêu rõ:
- Cơ sở dữ liệu đất đai: là tập hợp thông tin có cấu trúc của dữ liệu địa
chính, dữ liệu quy hoạch sử dụng đất, dữ liệu giá đất, dữ liệu thống kê, kiểm kê
đất đai được sắp xếp, tổ chức để truy cập, khai thác, quản lý và cập nhật thường
xuyên bằng phương tiện điện tử (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014c)
* Nguyên tắc xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai
- Cơ sở dữ liệu đất đai được xây dựng tập trung thống nhất từ Trung ương
đến các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương (sau đây gọi chung là cấp tỉnh) và
các huyện, quận, thị xã, thành phố thuộc tỉnh (sau đây gọi tắt là cấp huyện).
- Đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn là đơn vị cơ bản để thành lập cơ
sở dữ liệu đất đai. Cơ sở dữ liệu đất đai của cấp huyện là tập hợp dữ liệu đất đai
của các xã thuộc huyện. Cơ sở dữ liệu đất đai cấp tỉnh được tập hợp từ cơ sở dữ
liệu đất đai của tất cả các huyện thuộc tỉnh. Cơ sở dữ liệu đất đai cấp Trung ương
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4
được tổng hợp từ cơ sở dữ liệu đất đai của tất cả các tỉnh trên phạm vi cả nước
(Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014a)
* Nội dung, cấu trúc cơ sở dữ liệu đất đai
a. Căn cứ để xác định nội dung cơ sở dữ liệu đất đai
- Nhu cầu về công tác quản lý nhà nước về đất đai.
- Các dạng thông tin, số liệu về đất đai cần có để phục vụ công tác quản lý
nhà nước về đất đai thường xuyên.
- Các dạng thông tin, số liệu về đất đai hiện có.
- Nhu cầu của các ngành về thông tin đất đai trong cả nước.
- Nội dung của cơ sở dữ liệu đất đai
b. Các thông tin chính trong cơ sở dữ liệu đất đai gồm hai loại dữ liệu
chính là:
+ Các thông tin vĩ mô về đất đai: các thông tin vĩ mô về đất đai bao gồm các
thông tin về hiện trạng tự nhiên, cơ cấu sử dụng các loại đất, thống kê đất đai
phục vụ công tác quản lý đất đai cấp tỉnh, cấp bộ và cấp trung ương.
+ Các thông tin chi tiết về đất đai: các thông tin chi tiết về đất đai liên quan
đến từng thửa đất, từng chủ sử dụng được quản lý tại các địa phương theo 3 cấp
tỉnh, cấp huyện, và cấp xã.
- Đối tượng quản lý chính của cơ sở dữ liệu đất đai trong công tác quản lý
nhà nước về đất đai đó là thửa đất. Các thông tin về thửa đất cần được quản lý
được thể hiện chi tiết trên bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất và
bản đồ quy hoạch sử dụng đất với các thông tin:
+ Thông tin về vị trí, hình thửa, kích thước và tính chất tự nhiên của thửa đất.
+ Các thông tin về phân hạng, giá trị và giá trị đất.
+ Các công trình trên đất (Bất động sản trên đất).
+ Các thông tin về quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất.
+ Các thông tin về giao thông.
+ Các thông tin về thủy hệ.
- Bên cạnh các thông tin về không gian còn có các thông tin thuộc tính của
các thửa đất và chúng được thể hiện qua hệ thống các tài liệu liên quan đến đất
đai: các loại sổ sách địa chính như: sổ mục kê, sổ địa chính, sổ cấp giấy chứng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5
nhận, các biểu thống kê, các số liệu liên quan khác... Như vậy, các thông tin về
đất đai là một tập hợp các thông tin có liên quan trực tiếp đến công tác quản lý
Nhà nước về đất đai tại các cấp.
* Phân lớp thông tin trong hệ thống thông tin đất đai:
Mục đích của việc phân lớp thông tin nhằm phục vụ cho việc xây dựng cơ
sở dữ liệu, quản lý dữ liệu, cung cấp thông tin cho ngành và đa ngành. Có thể
phân lớp đối tượng thông tin theo mô hình phân cấp sau:
+ Đối với cơ sở dữ liệu đất đai, thông tin trong cơ sở dữ liệu thường được
phân thành các nhóm đối tượng, trong các nhóm đối tượng chúng ta có các lớp,
trong các lớp đối tượng chúng ta có các đối tượng.
+ Nhóm đối tượng: trong một nhóm đối tượng có chứa nhiều các lớp đối
tượng, bên cạnh các thông tin không gian còn có các thông tin thuộc tính của
các nhóm đối tượng.
+ Lớp đối tượng: trong một lớp đối tượng có chứa nhiều đối tượng, các đối
tượng này có các tính chất như nhau và chúng được xếp vào thành lớp đối tượng.
Với mỗi lớp đối tượng đó chúng có các thông tin không gian và thuộc tính.
+ Đối tượng: trong một lớp đối tượng các đối tượng quản lý riêng rẽ và các
đối tượng là mức độ chi tiết nhất trong quá trình phân lớp thông tin.
Các đối tượng cũng có đầy đủ các thông tin cả về không gian và thuộc tính.
Nhóm đối tượng
Thuộc tính các nhóm đối tượng
Thuộc tính một nhóm đối tượng
Lớp đối tượng
Thuộc tính các lớp đối tượng
Thuộc tính một lớp đối tượng
Đối tượng
Thuộc tính các đối tượng
Hình 1.1: Sơ đồ phân lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đất đai
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6
- Đối với việc phân lớp thông tin chúng ta cần phải quan tâm đến một số
nội dung sau:
+ Các đối tượng trong một lớp thông tin thuộc vào một loại đối tượng không gian
+ Mỗi một lớp thông tin chỉ thể hiện một loại đối tượng
+ Mỗi một lớp thông tin có một mã duy nhất.
+ Tên của các lớp thông tin được đặt sao cho dễ nhận biết.
*Hiệu quả khai thác, sử dụng cơ sở dữ liệu đất đai trong công tác
quản lý đất đai
- Phục vụ đắc lực tác nghiệp chuyên môn như đăng ký cấp giấy chứng
nhận quyền sử dụng đất, quy hoạch, đền bù giải phóng mặt bằng, … được thực
hiện chính xác, rút ngắn thời gian.
- Thông tin về đất đai được truy vấn, khai thác đơn giản, thuận tiện làm
tăng hiệu quả công việc.
- Thay đổi cách điều hành công việc hành chính theo phương pháp hiện
đại, phát hiện và làm chuẩn hóa kết quả giải quyết công việc của cán bộ cấp dưới,
tăng cường tư duy và năng lực cán bộ.
- Nâng cao trình độ ứng dụng Công nghệ thông tin trong ngành.
- Tăng cường khả năng tiếp cận, ứng dụng công nghệ thông tin vào công
tác chuyên môn cho đội ngũ cán bộ cơ sở, nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản
lý, xử lý khai thác dữ liệu đất đai; khai thác và sử dụng hiệu quả cơ sở dữ liệu đất
đai. Đáp ứng được yêu cầu, nhiệm vụ quản lý nhà nước về đất đai trong tình hình
mới (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014a)
1.1.2. Cơ sở dữ liệu đất lúa
1.1.2.1. Khái niệm đất lúa
Theo quan niệm truyền thống của người Việt Nam thì đất nông nghiệp
thường được hiểu là đất trổng lúa, trổng cây hoa màu như: ngô, khoai, sắn và
những loại cây được coi là lương thực. Tuy nhiên, trên thực tế việc sử dụng
đất nông nghiệp tương đối phong phú, không chỉ đơn thuần là để trồng lúa,
hoa màu mà còn dùng vào mục đích chăn nuôi gia súc, nuôi trồng thuỷ sản
hay để trổng các cây lâu năm...
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7
Trước đây Luật đất đai năm 1993 quy định về đất nông nghiệp tại Điều 42
như sau: Đất nông nghiệp là đất được xác định chủ yếu đế sử dụng vào sản xuất
nông nghiệp như trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thuỷ sản hoặc nghiên cứu thí
nghiệm vê nông nghiệp.
Theo quy định tại khoản 1 Điều 13 Luật đất đai năm 2003 nhóm đất nông
nghiệp bao gồm các loại đất sau:
- Đất trồng cây hàng năm gồm đất trồng lúa, đất đồng cỏ cùng và chăn
nuôi, đất trồng cây hàng năm khác;
- Đất trồng cây lâu năm;
- Đất rừng sản xuất;
- Đất rừng phòng hộ;
- Đất rừng đặc dụng;
- Đất nuôi trồng thuỷ sản;
- Đất làm muối;
- Đất nông nghiệp khác theo quy định của Chính phủ (Luật Đất đai, 2003)
Ngoài ra, theo Điều 3 - Nghị định số 42/2012/NĐ-CP ngày 11 tháng 5
năm 2012 về quản lý, sử dụng đất trồng lúa quy định:
1. Đất trồng lúa là đất có các điều kiện phù hợp để trồng lúa, bao gồm đất
chuyên trồng lúa nước và đất lúa khác.
2. Đất chuyên trồng lúa nước là đất đang trồng hoặc có đủ điều kiện
trồng được hai vụ lúa nước trở lên trong năm.
3. Đất lúa khác bao gồm đất lúa nước chỉ trồng được một vụ lúa nước
trong năm và đất lúa nương.
4. Đất lúa nương là đất có các điều kiện phù hợp cho trồng lúa nương.
Tức những vùng đất có điều kiện thổ nhưỡng và tưới tiêu phù hợp với việc
canh tác cây lúa gọi là đất trồng lúa. Ở Việt nam khu vực Đồng bằng sông Cửu
Long (ĐBSCL), đồng bằng sông Hồng và đồng bằng ven biển Miền Trung là
vùng đất trồng hai vụ lúa (thường gọi là đất hai lúa), nhưng hiện nay tại ĐBSCL
người nông dân đã canh tác tới ba vụ lúa trong một năm, các vùng đồng bằng
khác thực hiện canh tác xen canh một vụ lúa – một vụ màu. Đối với một số tỉnh
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8
vùng núi phía bắc của Việt nam, diện tích đất trồng lúa chủ yếu là diện tích đất ở
triền đồi (gọi là ruộng bậc thang), vùng miền Đông Nam Bộ đất trồng lúa là diện
tích đất lung, bàu, một năm chỉ canh tác được một vụ lúa (Chính phủ, 2012)
1.1.2.2. Mục tiêu xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa
a. Mục tiêu tổng quát
- Xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia về đất đai đa mục tiêu thống
nhất từ Trung ương đến địa phương.
- Nâng cao hiệu quả của công tác quản lý nhà nước ở Trung ương và địa
phương về đất đai. Đẩy mạnh cải cách hành chính, hỗ trợ ra quyết định của các
cấp quản lý, xây dựng chính phủ điện tử, củng cố hoàn thiện tổ chức và cơ chế
chính sách trong lĩnh vực quản lý đất đai.
- Đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin đất đai của các cơ quan nhà nước,
các tổ chức, cá nhân phục vụ phát triển kinh tế, xã hội, đảm bảo vững chắc quốc
phòng, an ninh.
b. Mục tiêu cụ thể
- Xây dựng, triển khai, quản lý vận hành, khai thác, cập nhật một hệ
thống cơ sở dữ liệu đất đai thống nhất đa mục tiêu, đa người dùng, tiên tiến,
hiện đại gồm:
- Thiết kế hệ thống thông tin đất đai thống nhất từ Trung ương đến
địa phương;
- Xây dựng hệ thống phần mềm phục vụ việc quản lý, cập nhật và khai
thác cơ sở dữ liệu đất đai đa mục tiêu;
- Xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng đất trồng lúa để giám sát và quản lý
đất trồng lúa, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia;
- Tích hợp, đồng bộ cơ sở dữ liệu đất đai thành phần của các tỉnh, thành
phố đã lựa chọn trong Dự án vào cơ sở dữ liệu quốc gia về đất đai;
- Xây dựng các quy chế cập nhật, khai thác, vận hành hệ thống lâu dài
đảm bảo tính đồng bộ, trách nhiệm, đúng thẩm quyền của tổ chức, cá nhân tham
gia hệ thống từ cấp Trung ương đến các địa phương.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9
1.1.2.3. Cơ sở pháp lý xây dựng cơ sở dữ liệu đất lúa
- Luật đất đai số 45/2013/QH13 ngày 29 tháng 11 năm 2013 và các văn
bản quy phạm hướng dẫn thi hành;
- Nghị định số 102/2008/NĐ-CP ngày 15 tháng 9 năm 2008 của Chính
phủ về việc thu thập, quản lý, khai thác và sử dụng dữ liệu về tài nguyên và
môi trường;
- Nghị định số 102/2009/NĐ-CP ngày 6 tháng 11 năm 2009 của Chính
phủ về quản lý đầu tư ứng dụng công nghệ thông tin sử dụng vốn ngân sách nhà
nước và các văn bản hướng dẫn thực hiện;
- Nghị định số 42/2012/NĐ-CP ngày 11 tháng 5 năm 2012 của Chính phủ
về quản lý, sử dụng đất trồng lúa;
- Quyết định số 1892/QĐ-TTg ngày 14 tháng 12 năm 2012 của Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt Đề án nâng cao năng lực quản lý nhà nước ngành quản lý
đất đai giai đoạn 2011-2020;
- Quyết định số 1975/QĐ-TTg ngày 30 tháng 10 năm 2013 của Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt Dự án: “Xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về đất đai”;
- Chỉ thị số 05/CT-TTg ngày 4 tháng 4 năm 2013 của Thủ tướng Chính
phủ về việc tập trung chỉ đạo và tăng cường biện pháp thực hiện để trong năm
2013 hoàn thành cơ bản việc cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở
hữu nhà ở và tài sản gắn liền với đất;
- Thông tư số 34/2014/TT-BTNMT ngày 30 tháng 6 năm 2014 của Bộ
trưởng Bộ tài nguyên và Môi trường về xây dựng, quản lý và khai thác hệ thống
thông tin đất đai;
- Quyết định số 2402/QĐ-BTNMT ngày 21 tháng 12 năm 2011 của Bộ
trưởng Bộ tài nguyên và Môi trường phê duyệt Kế hoạch ứng dụng và phát triển
công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường giai đoạn 2010-2015;
- Quyết định số 2669/QĐ/BTNMT ngày 27 tháng 12 năm 2013 của Bộ
trưởng Bộ tài nguyên và Môi trường về việc ban hành Quy chế quản lý các đề án,
dự án, nhiệm vụ chuyên môn thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10
1.1.2.4. Cơ sở dữ liệu đất lúa
Hình 1.2: Vị trí CSDL đất lúa trong CSDL đất đai
Cơ sở dữ liệu đất trồng lúa là một thành phần của CSDL đất đai, được xây
dựng dựa trên nền tảng CSDL địa chính
CSDL đất lúa là một phần quan trọng và không thể tách rời của cơ sở
dữ liệu đất đai, là một thành phần của CSDL đất đai, về cơ bản CSDL đất
lúa chia sẻ về mặt kiến trúc chung cũng như cơ chế vận hành với CSDL đất
đai nói chung.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11
Hình 1.3: Mô hình tổng thể CSDL đất trồng lúa quốc gia
Theo mô hình trên, hệ thống CSDL đất trồng lúa quốc gia nằm trong mối
quan hệ tổng thể với HTTT quốc gia về đất đai cũng như HTTT đất đai cấp
Tỉnh/Thành phố:
HTTT quốc gia về đất đai: hệ thống quản lý CSDL đất đai cấp quốc gia,
quản lý chi tiết các thông tin đến từng thửa đất theo quy định kỹ thuật về chuẩn dữ
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12
liệu địa chính.
CSDL đất trồng lúa quốc gia: quản lý CSDL đất trồng lúa với các đối
tượng chính như sau:
- Khu vực đất chuyên trồng lúa nước cần phải bảo vệ nghiêm ngặt.
- Hiện trạng đất trồng lúa hàng năm theo thực trạng quản lý.
- Quy hoạch sử dụng đất trồng lúa.
HTTT đất đai cấp Tỉnh/Thành phố: hệ thống quản lý CSDL đất đai cấp
Tỉnh/Thành phố, quản lý chi tiết các thông tin đến từng thửa đất theo quy định kỹ
thuật về chuẩn dữ liệu địa chính (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014a)
1.2. Tổng quan công nghệ GIS và Viễn thám.
1.2.1. Tổng quan công nghệ GIS.
1.2.1.1. Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý
Có rất nhiều quan niệm về GIS nhưng xét một cách tổng thể thì đều tập
trung theo hai hướng:
- GIS như một cơ sở dữ liệu bản đồ được điều khiển bằng các kỹ thuật đồ
họa máy tính với các chức năng nhập, tổ chức, hiển thị, truy vấn các thông tin
bản đồ được lưu trong cơ sở dữ liệu.
- GIS như một hệ thống thông tin gồm các chức năng nhập, phân tích hiển
thị và có khả năng mô hình hóa các lớp thông tin được tổ chức trong một cơ sở dữ
liệu để thành lập các bản đồ chuyên đề (Đặng Hùng Võ, Đinh Hồng Phong, 2000)
Nhưng cho dù với quan niệm nào thì GIS cũng phải đáp ứng tiêu chí của
một hệ thống gồm 4 phần:
+ Máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện các chức năng
vào ra và xử lý thông tin của phần mềm;
+ Một phần mềm có khả năng nhập, lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ
chức các thông tin không gian và thông tin thuộc tính, phân tích, biến đổi thông
tin trong cơ sở dữ liệu, hiển thị và trình bày thông tin dưới nhiều dạng khác nhau,
với các cách khác nhau;
+ Có một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin không gian và các thông tin
thuộc tính, được tổ chức theo ý đồ chuyên ngành nhất định;
+ Người sử dụng với các kiến thức chuyên gia chuyên ngành.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13
1.2.1.2 Khả năng xử lý dữ liệu trong GIS
- Đa số dữ liệu trong GIS lưu giữ dưới dạng số (vecto hoặc raster). Dạng
véc tơ là những cặp tọa độ của các điểm (X, Y) hoặc (X, Y, Z) với các quy luật
liên kết các điểm đó để biểu diễn chúng thành các đối tượng trong một hệ toạ độ
xác định. Có 2 loại hệ toạ độ cơ bản: Hệ toạ độ vuông góc Đề các (X, Y, Z) và
Hệ toạ độ trắc địa cầu (B, L, H). Thông thường mỗi quốc gia người ta thường
chọn thống nhất một hệ thống toạ độ gắn với trái đất thực phù hợp với lãnh thổ
và thường gọi là Hệ toạ độ quốc gia.
- Số liệu Raster (dạng ảnh) được tạo bởi các ô lưới dưới dạng các chấm điểm
có lực phân giải nhất định cho trước nào đó. Thông thường số liệu lưu trữ dưới dạng
raster này đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn. Tuỳ theo kích thước của bản đồ và nội
dung cần thể hiện mà lựa chọn lực phân giải cho phù hợp để sử dụng và lưu trữ.
- Thông thường, cơ sở dữ liệu bản đồ được quản lý dưới dạng các lớp đối
tượng. Mỗi một lớp chứa các hình ảnh liên quan đến một chức năng, phục vụ cho
một ứng dụng cụ thể. Việc phân chia thành các lớp có ý nghĩa quan trọng trong
khai thác sử dụng sau này. Các công cụ phần mềm của GIS rất phong phú và đa
dạng cho phép chúng ta:
- Chuyển đổi các hệ toạ độ:
+ Chuyển đổi lưới chiếu bản đồ từ kinh tuyến gốc này sang kinh tuyến gốc
khác;
+ Chuyển đổi toạ độ các điểm bản đồ từ hệ toạ độ Đề các (X, Y, H) sang
hệ toạ độ trắc địa cầu (B, L, H) và ngược lại;
+ Nắn chỉnh hình học hình ảnh bản đồ để loại bỏ các sai số biến dạng cho
phù hợp với thế giới thực.
- Xử lý các thông tin về bản đồ:
+ Tiếp biên hoặc nối ghép bản đồ trên cơ sở sử dụng tập hợp các điểm
chung để tạo ra một tờ bản đồ mới hoặc mở rộng tờ bản đồ tuỳ thuộc vào mục
đích sử dụng.
+ Tạo ra một cửa sổ các đối tượng bản đồ và có thể tách chúng ra khỏi bản
đồ hiện thời để xử lý riêng hoặc dùng cho mục đích khác.
- Lập các bản đồ chuyên biệt:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14
- Các chương trình ứng dụng và các chương trình công cụ. Tuỳ theo lĩnh
vực ứng dụng trong GIS mà tuỳ chọn các công cụ sẵn có.
Ngoài ra các phần mềm GIS thương mại hiện nay còn cung cấp cho người
sử dụng các giao diện cơ bản sau:
Giao diện theo thực đơn (Menu Driven Command Interfaces);
Giao diện theo câu lệnh (Command Interfaces);
Giao diện theo lập trình (Macro Programming).
1.2.1.3. Giới thiệu phần mềm ArcGIS
ArcGIS là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn
diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên
mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của
các doanh nghiệp. Về mặt công nghệ, hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ
ESRI là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng
khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop
(ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS,
ArcGIS Online), hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD)... và có khả năng tương
tích cao đối với nhiều loại sản phẩm của nhiều hãng khác nhau (Geoviet, 2014)
Hình 1.4: Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15
ArcGIS Desktop (với phiên bản mới nhất là ArcGIS 10) bao gồm những
công cụ rất mạnh để quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và xuất bản tạo nên
một hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh, cho phép:
Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệu
thuộc tính) - cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm chí
cả những dữ liệu lấy từ Internet;
Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng
nhiều cách khác nhau;
Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu
thuộc tính;
Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản in có chất lượng trình bày
chuyên nghiệp.
ArcGIS Destop là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: ArcMap,
ArcCatalog, ArcToolbox, ModelBuilder, ArcScene và ArcGlobe. Khi sử dụng
các ứng dụng này đồng thời, người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán
ứng dụng GIS bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành lập bản đồ,
phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý
dữ liệu. Phần mềm ArcGIS Desktop được cung cấp cho người dùng ở 1 trong 3
cấp bậc với mức độ chuyên sâu khác nhau là ArcView, ArcEditor, ArcInfo
1.2.2. Tổng quan công nghệ Viễn thám.
1.2.2.1. Khái niệm về viễn thám
- Viễn thám là khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đối tượng,
hiện tượng trên trái đất.
- Như chúng ta đã biết, hầu hết các đối tượng tự nhiên đều hấp thụ, phản
xạ hay bức xạ sóng điện từ với cường độ và theo những cách khác nhau. Các đặc
tính này thường được gọi là đặc tính phổ. Thông tin thu được trong viễn thám có
liên quan trực tiếp đến năng lượng phản xạ từ các đối tượng, nên việc nghiên cứu
đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên trên các bước sóng khác nhau
đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc khai thác, ứng dụng có hiệu quả
các thông tin thu được.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 16
