NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI MỘT SỐ YẾU TỐ NHÂN KHẨU HỌC THUỘC KHU VỰC HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH

1

Header Page 1 of 161.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LÊ XUÂN T

LÊ THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI MỘT SỐ YẾU TỐ NHÂN KHẨU HỌC
THUỘC KHU VỰC HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH

Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Mã số: 62.52.05.03

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - Năm 2016

Footer Page 1 of 161.


2

Header Page 2 of 161.
Cơng trình được hồn thành tại: Bộ môn Trắc địa mỏ, Khoa Trắc địa Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, P. Đức Thắng,
Q. Bắc Từ Liêm, Hà Nội.

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS Phạm Văn Cự
2. GS. TS Võ Chí Mỹ Anh Nghĩa
Phản biện 1: PGS. TS Trần Xuân Trƣờng
Trường đại học Mỏ - Địa chất
Phản biện 2 : GS. TS Trƣơng Quang Hải
Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Phản biện 3: TS. Trần Đình Luật
Tổng cơng ty Tài nguyên và Môi trường

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp
tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, P. Đức Thắng, Q. Bắc Từ Liêm, Hà Nội
Vào hồi..............giờ, ngày..........tháng.........năm 2016

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc
Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất

Footer Page 2 of 161.


1

Header Page 3 of 161.
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tốc độ gia tăng dân số nhanh cùng với nhiều chính sách nhằm thúc
đẩy phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam trong những năm gần đây đã
gây ra sự biến đổi tiêu cực nhiều mặt đối với tài ngun - mơi trường,
trong đó đất đai là thành phần tài nguyên chịu tác động và biến động sâu
sắc nhất.

Huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định là khu vực ven biển thuộc đồng bằng
sơng Hồng, là nơi có diện tích canh tác trên mỗi đầu người chỉ đạt khoảng
1/2 con số trung bình của cả nước. Tuy nhiên, đây lại là nơi tập trung dân
cư đông nhất, gấp 5 lần so với mật độ trung bình cả nước. Đất canh tác ít,
dân số q đơng gây áp lực rất lớn cho việc phát triển kinh tế - xã hội của
khu vực. Do đó, nghiên cứu tổng thể mối quan hệ biến động sử dụng
đất/các yếu tố nhân khẩu học/phát triển kinh tế - xã hội là thực sự cần thiết.
2. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu
a/ Mục tiêu:
Mục tiêu nghiên cứu của luận án này nhằm xác định và làm sáng tỏ mối
quan hệ giữa sự tăng trưởng của một số yếu tố nhân khẩu học và biến động sử
dụng đất tại huyện Giao Thủy trên cơ sở ứng dụng tư liệu viễn thám và các kỹ
thuật địa tin học.
b/ Nhiệm vụ:
- Tổng quan tài liệu liên quan đến luận án;
- Nghiên cứu và lựa chọn các phương pháp phân loại nhằm nâng cao độ
chính xác chiết tách thơng tin sử dụng đất từ ảnh viễn thám;
- Nghiên cứu và lựa chọn phương pháp phù hợp nhằm xác định mối
quan hệ giữa biến động sử dụng đất và các yếu tố nhân khẩu học;

Footer Page 3 of 161.


2

Header Page 4 of 161.
- Mơ hình hóa và dự báo biến động sử dụng đất ở khu vực nghiên cứu.
3. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
a/ Đối tượng nghiên cứu
Xác định mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất và một số yếu tố nhân

khẩu học.
b/ Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: huyện Giao Thủy, Nam Định.
- Phạm vi thời gian: luận án nghiên cứu từ sau thời kì “Đổi mới” đến nay.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp: phân tích, tổng hợp; tích hợp viễn thám và GIS; hồi quy
thống kê; mơ hình hóa; thực nghiệm thực địa.
5. Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1:
Biến động tăng diện tích đất ni trồng thủy sản và đất xây dựng tại
huyện Giao Thủy thời kỳ sau “Đổi mới” có mối quan hệ chặt chẽ với xu
thế tăng trưởng của hai yếu tố nhân khẩu học là số lượng hộ gia đình và tỷ
trọng dân số trong độ tuổi lao động.
Luận điểm 2:
Tích hợp mơ hình hồi quy Logistic, chuỗi Markov với Cellular
Automata trên GIS cho phép dự báo về biến động sử dụng đất huyện Giao
Thủy trên không gian và thời gian đạt độ tin cậy cao.
6. Những điểm mới của luận án
1. Sự tích hợp phương pháp phân loại theo hướng đối tượng với
phương pháp phân loại theo vùng thực địa và thuật toán K - NN đã nâng
cao độ tin cậy trong việc đánh giá biến động sử dụng đất từ ảnh vệ tinh.
2. Xác định được mối quan hệ giữa gia tăng lực lượng lao động, gia

Footer Page 4 of 161.


3

Header Page 5 of 161.
tăng số lượng gia đình với biến động sử dụng đất khu vực huyện Giao

Thủy, tỉnh Nam Định dựa trên công nghệ viễn thám và GIS.
3. Dự báo biến động sử dụng đất tại Giao Thủy dựa trên việc tích hợp
đa mơ hình với sự tham gia của các biến nhân khẩu học.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học:
- Xây dựng hướng tiếp cận liên ngành giữa khoa học Trái Đất và khoa
học Xã hội để xác định mối quan hệ giữa hai đối tượng sử dụng đất với các
yếu tố nhân khẩu học.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Luận án đã làm sáng tỏ vai trò của các yếu tố lực lượng lao động, số
hộ gia đình trong việc sử dụng đất và biến động sử dụng đất. Điều này là
cần thiết cho việc điều chỉnh các quy hoạch sử dụng đất tại địa phương.
8. Cấu trúc luận án
Luận án bao gồm 03 chương cùng với phần mở đầu, kết luận, tài liệu
tham khảo và phụ lục.
NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ NGHIÊN
CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ CÁC
YẾU TỐ NHÂN KHẨU HỌC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1 Tình hình nghiên cứu biến động sử dụng đất
1.1.1 Xu hướng nghiên cứu biến động sử dụng đất với các yếu tố quan hệ
1.1.2 Các phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất
Phát hiện biến động có thể được định nghĩa là quá trình xác định sự
khác biệt trạng thái của một đối tượng hoặc hiện tượng bằng cách quan sát
nó ở các thời điểm khác nhau [25].

Footer Page 5 of 161.


4

Header Page 6 of 161.
Dưới đây là các phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trong nghiên
cứu phát hiện biến động từ ảnh vệ tinh [25, 111]:
1. Phân tích biến động trước phân loại
2. Phân tích biến động sau phân loại
3. Phương pháp phân loại ảnh trực tiếp đa thời gian
4. Phương pháp kết hợp
1.1.3 Các phương pháp phân loại hiện trạng sử dụng đất từ ảnh vệ tinh
và xu hướng mới trên thế giới và Việt Nam.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp phân loại cho dữ liệu ảnh viễn thám,
nhưng nhìn chung, phương pháp tiếp cận phân loại ảnh viễn thám có thể
được nhóm lại bao gồm các nhóm chính sau: có giám sát và khơng giám sát,
hoặc phân loại có tham số và khơng tham số (mờ), hoặc cứng và mềm, hoặc
dựa trên điểm ảnh, sub-pixel và vùng đối tượng [43].
Các nghiên cứu gần đây đều chỉ ra rằng xu hướng tích hợp của hai hay
nhiều phương pháp phân loại đã cải thiện và nâng cao độ chính xác kết quả
phân loại hơn so với việc sử dụng một phương pháp phân loại đơn [8, 9, 10].
Rất quan trọng trong sự kết hợp này là phát triển các quy tắc phù hợp để kết
hợp các kết quả từ các phương pháp phân loại khác nhau sao cho phát huy
được tối đa các ưu điểm của từng phương pháp phân loại riêng rẽ.
1.2 Các vấn đề cơ bản về nghiên cứu nhân khẩu học trong luận án
1.2.1 Một số khái niệm hiện hành trong nghiên cứu nhân khẩu học
1.2.2 Các học thuyết cơ bản trong nghiên cứu mối quan hệ dân số và
phát triển
1.2.3 Sự biến động các yếu tố nhân khẩu học ảnh hưởng đến tăng
trưởng kinh tế - xã hội, môi trường và gây ra những biến động trong
mục đích sử dụng đất

Footer Page 6 of 161.

5

Header Page 7 of 161.
1.3 Các phƣơng pháp nghiên cứu mối quan hệ giữa biến động sử
dụng đất và sự thay đổi các yếu tố nhân khẩu học
1.3.1 Tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động sử
dụng đất do tác động của phát triển dân số
Dữ liệu viễn thám và GIS là đặc biệt rất hữu ích cho các nghiên cứu
xác định mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất/ các yếu tố thuộc
nhân khẩu học/ phát triển kinh tế - xã hội. Nghiên cứu biến động sử
dụng đất ở các nước đang phát triển đã chứng minh rằng, công việc
nghiên cứu các vấn đề xã hội khơng gian giúp tìm hiểu lịch sử phát
triển và nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề kinh tế - xã hội đang diễn ra
[61, 99]. Các nghiên cứu chứng minh dữ liệu viễn thám và GIS như là
những loại dữ liệu và công cụ hiệu quả nhất để nghiên cứu thành lập
bản đồ theo dõi sự thay đổi dân số dựa trên các bản đồ biến động lớp
phủ/sử dụng đất nhằm xác định mối quan hệ giữa chúng [21, 28, 53].
1.3.2 Sử dụng phương pháp hồi quy dựa trên phân tích thống kê để xác
định quan hệ giữa biến động sử dụng đất và thay đổi dân số các khu vực
nghiên cứu trên Thế giới và Việt Nam
Phương pháp phân tích hồi quy thường được sử dụng khi xác định
quan hệ tương quan giữa các biến phụ thuộc và một số biến độc lập.
Rất nhiều tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong thập kỷ qua bằng
cách sử dụng kỹ thuật thống kê của phân tích hồi quy dựa trên tập dữ
liệu được tích hợp bởi dữ liệu khảo sát thực địa, dữ liệu vệ tinh và dữ
liệu điều tra dân số [27]. Ưu điểm của các mơ hình hồi quy trong phân
tích thống kê cho phép chúng ta nhanh chóng nhận diện mối quan hệ giữa
các biến và cũng cho phép xác định mức độ quan hệ giữa các biến.

1.4 Tình hình nghiên cứu mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất và

Footer Page 7 of 161.


6

Header Page 8 of 161.
các yếu tố nhân khẩu học ở Việt Nam
Thực tế cho thấy vấn đề chuyển đổi nhân khẩu học của Việt Nam đang
diễn ra rất mạnh mẽ và có vai trị thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội cho
mỗi vùng miền. Tuy nhiên, hiện nay các nghiên cứu tập trung vào hướng
này còn rất hạn chế, thực sự chưa có nghiên cứu nào xem xét và đề cập đến
vấn đề cơ hội dân số vàng và sự gia tăng nhanh chóng số lượng hộ gia đình
hạt nhân có tác động như thế nào đến việc sử dụng các tài nguyên thiên
nhiên môi trường, trong đó có đất đai. Các báo cáo chủ yếu tồn tại dạng
nghiên cứu đơn lẻ (chủ yếu nghiên cứu ở dạng xã hội học thuần túy), kết
quả đưa ra mang tính định tính, thiếu định lượng, thiếu về mặt nghiên cứu
và xem xét mối quan hệ trên không gian và thời gian xảy ra như thế nào.
1.5. Quan điểm nghiên cứu của luận án
Thay đổi mục đích SDĐ
theo hướng có thu nhập
kinh tế cao hơn

Gia tăng tỷ trọng dân số
trong độ tuổi lao động

Biến động
SDĐ
Tăng cơ sở hạ tầng, đất vui

chơi giải trí, bệnh viện,
trường học và đất ở

Gia tăng
số hộ gia đình

1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu của luận án
Hiện trạng
SDĐ

Định hướng
đối tượng

Biến động
SDĐ

Phân vùng
đối tượng

Viễn
thám

Footer Page 8 of 161.

GIS

K-NN

Xác định mối quan
hệ giữa biến động

SDĐ và NKH

Phân tích
thống kê

Mơ hình
hồi quy

Dự báo
biến động SDĐ

Mơ hình
hóa
Tích hợp mơ hình hồi
quy Logistic + Markov
+ Cellular Automata


7

Header Page 9 of 161.
Chƣơng 2. ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
VÀ SỰ THAY ĐỔI CÁC YẾU TỐ NHÂN KHẨU HỌC KHU VỰC
HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH
2.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu của luận án
2.2 Xác định và đánh giá quá trình biến động sử dụng đất tại Giao
Thủy từ dữ liệu ảnh vệ tinh
2.2.1 Thành lập hiện trạng sử dụng đất khu vực Giao Thủy, Nam Định
Các bước cơ bản của quá trình thành lập hiện trạng sử dụng đất từ dữ
liệu vệ tinh bao gồm các bước cơ bản [43]:

1. Lựa chọn loại dữ liệu ảnh viễn thám;
2. Xác định và lựa chọn các lớp sử dụng đất phù hợp;
3. Tiền xử lý hình ảnh;
4. Lựa chọn phương pháp phân loại phù hợp;
5. Lựa chọn phương pháp đánh giá độ chính xác kết quả phân loại.
Khi chiết xuất thông tin sử dụng đất từ chuỗi ảnh viễn thám đa thời gian,
vấn đề lẫn phổ của cùng một lớp đối tượng ở trên các thời điểm ảnh khác
nhau gây ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của kết quả phân loại sẽ dẫn
đến việc xác định biến động sử dụng đất không chính xác do đó luận án đã
tìm hiểu và ứng dụng phương pháp phân loại dựa trên vùng thực địa (Per field classification) nhằm giải quyết vấn đề không đồng nhất về môi trường
và khắc phục sự lẫn phổ trong cùng một lớp trên các ảnh đa thời gian, tuy
nhiên phương pháp này cần phải có dữ liệu vector số chuẩn xác về ranh giới
của các đối tượng trên thực địa nên luận án đã kết hợp với phương pháp phân
loại định hướng đối tượng (Object - oriented classification) để tạo ra kết quả
vector số chuẩn, cuối cùng để chiết tách thành công đối tượng đất xây dựng ở

Footer Page 9 of 161.


8

Header Page 10 of 161.
khu vực nông thôn luận án tiếp tục kết hợp với thuật toán K - Láng giềng
gần nhất (K - Nearest Neighbors).
a. Tổng quan phương pháp phân loại theo hướng đối tượng
Quá trình phân loại ảnh vệ tinh theo phương pháp theo hướng đối
tượng được tiến hành trên các bước cơ bản sau:
Bước 1: Hiển thị và quản lý dữ liệu
Bước 2: Trộn các kênh ảnh và tăng cường chất lượng ảnh
Bước 3: Phân mảnh ảnh và xem các đặc trưng của đối tượng ảnh

Bước 4: Thiết lập chú giải cho phân loại
Bước 5: Thiết lập quy tắc và tiến hành phân loại
Bước 6: Chỉnh sửa kết quả bằng tay
Bước 7: Đánh giá kết quả và xuất kết quả
b. Phương pháp phân loại theo vùng thực địa
Về bản chất, phương pháp phân loại theo vùng thực địa là sự tích hợp
dữ liệu phổ với dữ liệu vector. Trong đó, dữ liệu vector là ranh giới các đối
tượng trên thực địa, các ranh giới này được xác định từ các phương pháp
như: đo đạc trực tiếp ngoài thực địa; số hóa từ bản đồ; từ ảnh viễn thám.
Phương pháp này được thực hiện dựa trên hai bước chính:
Bước 1. Xác định ranh giới các đối tượng trên thực địa;
Bước 2. Tích hợp ranh giới các đối tượng trên thực địa với ảnh viễn thám
ở các thời điểm để chiết xuất thông tin về sử dụng đất.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) cung cấp các phương tiện và công cụ để
thực hiện phương pháp phân loại này thơng qua việc tích hợp các dữ liệu
vector và raster [46, 69].
c. Lý thuyết phương pháp phân loại theo thuật toán K - NN
* Thuật toán K-NN:

Footer Page 10 of 161.


9

Header Page 11 of 161.
- Xác định giá trị tham số K (số láng giềng gần nhất), tham số K càng lớn
thì kết quả phân nhóm đối tượng càng có độ tin cậy cao hơn.
- Tính khoảng cách giữa đối tượng cần phân lớp với tất cả các đối tượng
trong bộ mẫu (dữ liệu đã được chắc chắn xếp vào một nhóm lớp cụ thể).
- Thuật tốn sẽ sắp xếp khoảng cách theo thứ tự tăng dần và ưu tiên xác

định K láng giềng gần nhất với đối tượng cần phân nhóm.
- Lấy tất cả các đặc trưng của K - láng giềng gần nhất đã xác định.
- Dựa vào phần lớn sự tương đồng với các đặc trưng của K - láng giềng
gần nhất để xác định nhóm cho đối tượng đang cần phân lớp.

K=1
X ϵ nhóm (-)

K=2
X khơng thuộc
nhóm nào

K=3
X ϵ nhóm (+)

Hình 2.1: Xác định nhóm cho đối tượng cần phân loại dựa trên thuật toán K-NN

d. Quy trình tích hợp phương pháp phân loại theo hướng đối tượng và
phương pháp phân vùng thực địa với thuật toán phân loại K - láng giềng
gần nhất nhằm giải đoán ảnh Landsat TM và OLI của khu vực nghiên cứu

Footer Page 11 of 161.


10

Header Page 12 of 161.
Ảnh năm 2009
Object
oriente

d
classifi
cation

Phân mảnh ảnh
Cắt ảnh theo
ranh giới nghiên cứu
Xử lý số
(Phân loại định hướng
đối tượng)

Xây dựng
các chỉ số

Kết quả phân loại
HTSDDD năm 2009

Ảnh Ikonos 1m

Xây dựng bộ
quy tắc

Bản đồ HTSDĐ
Số liệu thống kê

Đánh giá độ chính xác
kết quả phân loại

Ko đạt

đạt

Vector hóa
các đối tượng SDĐ

Per field
classif
ication

Chồng xếp lên trên
ảnh các năm khác
Chỉnh sửa ranh giới các
đối tượng trên từng lớp

Copy các đối tượng
không thay đổi

Hiện trạng sử dụng đất
1989, 1995, 1999, 2005, 2009, 2013
Tách riêng ranh giới
đất dân cư
K-

Cắt các ảnh vệ tinh gốc
theo ranh giới đất dân cư

NN
Kết quả phân loại hiện trạng sử dụng đất
1989, 1995, 1999, 2005, 2009, 2013

Hình 2.2: Sơ đồ các bước xử lý ảnh

Footer Page 12 of 161.

Phân loại đất xây dựng và
vườn tạp bằng K-NN


11

Header Page 13 of 161.
2.2.2 Đánh giá quá trình biến động sử dụng đất khu vực huyện Giao
Thủy, tỉnh Nam Định
2.2.2.1 Biến động sử dụng đất trên không gian giai đoạn 1989 - 2013

2.2.2.2 Biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy theo thời gian trong giai
đoạn nghiên cứu
Đất muối
85%
Vườn tạp
41%

Đất cói

Đất XD

14%

58%

0%

88%

Đất NTTS

3%

61%

6%
22%
Đất lúa
91%

Đất CSD
18%

Footer Page 13 of 161.

13%

Đất MN
77%

Đất RMN
20%


12

Header Page 14 of 161.
2.2.2.3 Xu hướng biến động sử dụng đất khu vực Giao Thủy, Nam Định
giai đoạn 1989 - 2013

2.3 Diễn biến phát triển nhân khẩu khu vực Giao Thủy, Nam Định
2.3.1 Quy mô hộ và quy mô dân số

Hình 2.3: a) Sự biến thiên của quy mơ dân số; b) Sự gia tăng số hộ ở Giao Thủy

Footer Page 14 of 161.


13

Header Page 15 of 161.

Hình 2.4: Sự biến động mật độ hộ gia đình trên khơng gian
các xã thuộc huyện Giao Thủy giai đoạn 1989 - 2009
2.3.2 Mật độ và sự phân bố dân số

Hình 2.5: Sự biến động mật độ dân
số trên không gian các xã thuộc
huyện Giao Thủy giai đoạn 1989 2009

Footer Page 15 of 161.


14

Header Page 16 of 161.
2.3.3 Cơ cấu dân số theo giới tính và theo nhóm tuổi

Hình 2.6: Sự biến động tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động
trên không gian các xã thuộc huyện Giao Thủy giai đoạn 1989-2009

2.3.4 Tỷ lệ sinh, tỷ lệ chết và tỷ lệ tăng tự nhiên dân số
2.3.5 Lao động, việc làm
Chương 3. XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN ĐỘNG
SỬ DỤNG ĐẤT VÀ MỘT SỐ YẾU TỐ NHÂN KHẨU HỌC TẠI
KHU VỰC HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH
3.1 Phƣơng pháp phân tích thống kê trong xác định mối quan hệ giữa
sự biến động sử dụng đất với một số yếu tố nhân khẩu học
3.1.1 Phương pháp tương quan tuyến tính
3.1.2 Phương pháp hồi quy tuyến tính

Footer Page 16 of 161.


15

Header Page 17 of 161.
3.2 Xác định mối quan hệ giữa sự biến động sử dụng đất với một số yếu
tố nhân khẩu học tại Giao Thủy, Nam Định dựa vào mơ hình hồi quy
3.2.1 Xác định mối quan hệ giữa sự gia tăng diện tích đất xây dựng với
các yếu tố nhân khẩu học tại Giao Thủy
R2 =
Y =

Diện

tích
đất
xây

0.934

-

tích

2101

đất

,781

xây

+

dựng

R2 = 0.699

Y = - 2775,731 + 92,626*X

dựng

0,09

(ha)

Diện

(ha)

6*X

Số hộ gia đình (hộ)

Tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động (%)

R2 = 0.234
Diện
tích
đất
xây

Y = - 2007.041 + 5.75*X

dựn
g
(ha)
Mật độ dân số (Người/km2)

Hình 3.1: Đường hồi quy biểu thị mối quan hệ giữa diện tích đất xây dựng với
từng biến: số lượng hộ gia đình; tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động;
mật độ dân số huyện Giao Thủy giai đoạn 1989 - 2013

Thông qua các kết quả thể hiện trên hình 3.4, 3.5 và 3.6, cho thấy có

một mối quan hệ tuyến tính rất chặt giữa q trình gia tăng diện tích đất
xây dựng với sự tăng trưởng số lượng hộ gia đình và tỷ trọng dân số trong
độ tuổi lao động thể hiện qua giá trị R2 = 0.934 và R2 = 0.699 tương ứng.

Footer Page 17 of 161.


16

Header Page 18 of 161.
3.2.2 Mối quan hệ giữa sự gia tăng diện tích đất ni trồng thủy sản với
các yếu tố nhân khẩu học tại Giao Thủy
R2 = 0.596
Diện

tích

tích

đất

đất
NTT

R2 = 0.830

Diện

NTT
Y = - 9059.472 + 14.485 * X

Y = -4866.305 + 0.152 * X

S

S

(ha)

(ha)

Số hộ gia đình (hộ)

Mật độ dân số (Người/km2)

Diện
tích
đất

R2 = 0.814

NTT
S
(ha)
Y = -133370.406 + 4421.621 * X - 35.428 * X2

Tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động (%)

Hình 3.2: Đường hồi quy biểu thị mối quan hệ giữa diện tích đất NTTS với
từng biến: số lượng hộ gia đình; tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động;

mật độ dân số huyện Giao Thủy giai đoạn 1989 – 2013

Thông qua các kết quả thể hiện trên hình 3.4 cho thấy có một mối quan
hệ tuyến tính rất chặt giữa q trình gia tăng diện tích đất NTTS với sự
tăng trưởng số lượng hộ gia đình và tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động
thể hiện qua giá trị R2 = 0.830 và R2 = 0.814 tương ứng.
3.2.3 Xác định mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất và các biến
nhân khẩu học huyện Giao Thủy bằng phƣơng pháp hồi quy đa biến

Footer Page 18 of 161.


17

Header Page 19 of 161.
1. Xác định mối quan hệ giữa diện tích đất xây dựng và các biến nhân
khẩu học (NKH)
Bước 1: Xem xét ma trận hệ số tương quan giữa diện tích đất xây dựng và
3 biến NKH
Bước 2: Ứng dụng mơ hình hồi quy tuyến tính bội đánh giá mối quan hệ
giữa diện tích đất xây dựng và các biến nhân khẩu học huyện Giao Thủy
Hàm hồi quy diện tích đất xây dựng dự đốn theo tất cả các biến độc lập là:
Y = 1774.288 - 4.264 * Mật độ dân số + 6.178 * Số hộ gia đình
- 75.638 * Tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động
2. Xác định mối quan hệ giữa diện tích đất ni trồng thủy sản (NTTS) và
các biến nhân khẩu học
Bước 1: Xem xét ma trận hệ số tương quan giữa diện tích đất NTTS và 3
biến NKH
Bước 2: Ứng dụng mơ hình hồi quy tuyến tính bội đánh giá mối quan hệ
giữa diện tích đất NTTS và các biến nhân khẩu học huyện Giao Thủy

Hàm hồi quy diện tích đất NTTS được dự đốn theo tất cả các biến độc lập là:
Y = -10853.679 + 9. 644* Mật độ dân số + 38.063 * Số hộ gia đình
+ 26.554 * Tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động
* Xác định tầm quan trọng của các biến trong mơ hình hồi quy đa biến:
Trong mơ hình hồi quy đa biến trên ta có 3 biến độc lập, chúng ta muốn
xác định biến nào có vai trị quan trọng hơn trong việc dự đoán giá trị lý
thuyết của biến phụ thuộc Y chúng ta có thể dựa vào độ lớn của giá trị
tuyệt đối của các hệ số tương quan, hệ số tương quan từng phần và hệ số
tương quan riêng chạy trong bảng kết quả hệ số.
Như vậy, biến số lượng hộ gia đình là biến có quan hệ chặt chẽ và tác
động nhiều nhất đến sự thay đổi sử dụng đất tại khu vực Giao thủy, cả về

Footer Page 19 of 161.


18

Header Page 20 of 161.
sự gia tăng đất xây dựng và gia tăng đất nuôi trồng thủy sản với hệ số
tương quan r13 = 0.966, 0.911 và hệ số tương quan từng phần và hệ số
tương quan riêng 0.734 và 0.262, 0.984 và 0.643.
3.3 Kết hợp các mơ hình nhằm dự báo biến động SDĐ dƣới ảnh hƣởng
của sự thay đổi các yếu tố nhân khẩu học tại khu vực huyện Giao
Thủy, tỉnh Nam Định
Các nghiên cứu sử dụng mô hình biến động sử dụng đất thường có ba
mục tiêu cơ bản:
(1) để hiểu rõ hơn về nguyên nhân và cơ chế chi phối những thay đổi
trong sử dụng đất /lớp phủ đất;
(2) đưa ra các dự báo những thay đổi trong tương lai sử dụng đất/ lớp
phủ đất bằng cách đưa các yếu tố tác động tham gia vào các mơ hình nhằm

mục đích kiểm sốt chúng;
(3) đóng góp vào việc thiết kế các chính sách ứng phó với những thay
đổi sử dụng đất.
Luận án này với mục tiêu nhằm thực hiện mơ hình hóa những thay đổi
sử dụng đất là một phần của những nỗ lực để phát triển các phương pháp
khả thi cho việc ứng dụng các mơ hình thay đổi sử dụng đất ở các vùng
đồng bằng ven biển bao gồm các khu vực đang phát triển như huyện Giao
Thủy.
Nhằm mục đích hạn chế từng kỹ thuật trong mơ hình riêng lẻ, luận án
đã ứng dụng phương pháp tích hợp mơ hình CA, hồi qui logistic và mơ
hình Markov để mà xử lý tiếp các kết quả biến động theo thời gian tốt hơn
từ kết quả đầu ra của mơ hình hồi quy logistic (hình 3.)

Footer Page 20 of 161.


19

Header Page 21 of 161.

Bản đồ biến
động đất xây
dựng, NTTS
1989-1999
1989

Các biến
nhân khẩu học

Chạy mơ hình

Markov

Bản đồ biến
động đất xây
dựng, NTTS
1999-2009
1989

Bản đồ biến
động đất xây
dựng, NTTS
1989-2009
1989

Chạy mơ hình
hồi quy
MultiLogistic

Các biến
kinh tế-xã hội

Khả năng chuyển đổi không gian
của Đất xây dựng, đất NTTS dưới
tác động các biến động lực

Ma trận
xác suất chuyển đổi
của mơ hình Markov

Chạy mơ hình

Cellular Automata

Bản đồ 2009 tái
tạo từ mơ hình

BĐ HTSDĐ
2009

Bản đồ dự báo
SDĐ 2019, 2029

Kiểm chứng mơ hình

Số liệu dự báo biến
động đất XD và NTTS

Hình 3.3: Tích hợp mơ hình MultiLogistic – Markov - Cellular Automata
nhằm dự báo biến động đất xây dựng và đất NTTS huyện Giao Thủy
3.3.1 Mô tả chi tiết các biến tham gia quá trình dự báo biến động sử
dụng đất tại huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định

Footer Page 21 of 161.


20

Header Page 22 of 161.
3.3.2 Đánh giá kết quả khả năng chuyển đổi sử dụng đất bằng mơ hình
hồi quy MultiLogistic
3.3.3 Dự báo định lượng biến động sử dụng đất bằng mơ hình chuỗi

Markov
1. Dự báo biến động diện tích đất xây dựng tại Giao Thủy từ mơ hình Markov
Đất vườn
tạp 75%

25%
Đất lúa
92%

5%

Đất xây
dựng 2009

0%

Đất khác
99%

Đất vườn
tạp 48%
52%

Đất lúa
84%

2%

Đất xây
dựng 2019

0,3%

Đất khác
99%

Đất vườn
tạp 32%
68%

Đất lúa
76%

9%

Đất xây
dựng 2029

3%

Đất khác
97%

Hình 3.4: Kết quả định lượng dự báo chuyển đổi các loại đất sang đất XD
tại Giao Thủy giai đoạn 1999 - 2009; 2009 - 2019 và 2009 - 2029.

Footer Page 22 of 161.


21

Header Page 23 of 161.
2. Dự báo biến động diện tích đất NTTS tại Giao Thủy từ mơ hình Markov
Đất muối
89%
Đất cói
0%

10%
100%

Đất khác
100%
Đất NTTS

Đất MN
94%

11%

Đất CSD
13%

2009

Đất lúa
94%

2%

Đất muối
47%

35%

Đất khác
100%

Đất cói
0%

100%

Đất NTTS

Đất lúa
90%

8%

Đất muối
33%

1%

9%

Đất RMN
73%

0%

Đất MN
93%

27%

Đất CSD
44%

2019

53%

Đất cói
0%

100%

Đất lúa
83%

10%

Đất khác
100%
Đất NTTS

8%

Đất RMN
83%

8%

Đất MN
72%

33%

2029
79%

Đất CSD
26%
Đất RMN
29%

Hình 3.5: Kết quả định lượng dự báo chuyển đổi các loại đất sang đất NTTS
tại Giao Thủy giai đoạn 1999 - 2009; 2009 - 2019 và 2009 - 2029.
3.3.4 Tích hợp kết quả mơ hình hồi quy logistic và kết quả dự báo trong
mơ hình chuỗi Markov nhằm dự báo biến động sử dụng đất trong mơ
hình Cellular Automata tại huyện Giao Thủy
1. Kết quả dự báo phân bố đất xây dựng, đất nuôi trồng thủy sản trên không
gian tại huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định.

Footer Page 23 of 161.


22

Header Page 24 of 161.

Hình 3.6: Dự báo phân bố đất xây dựng, đất nuôi trồng thủy sản tại
Giao Thủy năm 2009, 2019, 2029

Footer Page 24 of 161.


23

Header Page 25 of 161.
3.3.5 Kiểm chứng độ chính xác kết quả của mơ hình
3.4 Đánh giá vai trị của dự báo biến động sử dụng đất trong mối quan
hệ với các yếu tố nhân khẩu học đối với quy hoạch sử dụng đất huyện
Giao Thủy, Nam Định

3.4.1 Đánh giá tiềm năng đất đai cho mục đích ni trồng thủy sản và phát
triển đô thị, xây dựng khu dân cư nông thôn tại Giao Thủy, Nam Định
3.4.2 Quan điểm sử dụng đất đến năm 2020 của huyện Giao Thủy,
Nam Định
3.4.3 Đề xuất lồng ghép các yếu tố nhân khẩu học trong định hướng và
quan điểm sử dụng đất cho giai đoạn 2020 - 2030 tại huyện Giao Thủy,
tỉnh Nam Định
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
A. KẾT LUẬN
Kết luận 1. Sự tích hợp phương pháp phân loại theo hướng đối tượng với
phân loại K - NN và phân loại theo vùng thực địa đã nâng cao độ tin cậy
trong việc đánh giá biến động sử dụng đất tại khu vực Giao Thủy từ dữ liệu
viễn thám.

Kết luận 2. Sử dụng đất tại huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định từ giai
đoạn sau “Đổi Mới” đến nay biến động phức tạp cả về diện tích cũng như
vị trí. Diễn biến chính của q trình biến động sử dụng đất tại huyện Giao
Thủy, tỉnh Nam Định cho thấy sự mở rộng đất xây dựng và đất nuôi trồng
thủy sản xảy ra rất mạnh mẽ trong tồn bộ q trình nghiên cứu.
Kết luận 3. Huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định là nơi điển hình cho sự
suy giảm quy mô và mật độ dân số trong 10 năm trở lại đây. Tuy nhiên, số
lượng hộ gia đình hạt nhân, tỷ trọng dân số trong độ tuổi lao động lại tăng

Footer Page 25 of 161.