ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) PHỤC VỤ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT TẠI HUYỆN XUÂN LỘC – TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
----------------- *** -----------------

LÊ TIẾN DŨNG

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
(GIS) PHỤC VỤ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN XUÂN LỘC – TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2009
vii


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
----------------- *** -----------------

LÊ TIẾN DŨNG

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
(GIS) PHỤC VỤ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN XUÂN LỘC – TỈNH ĐỒNG NAI

Chuyên ngành:

Khoa học đất

Mã số :

60.62.15

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN KIM LỢI
TS. NGUYỄN VĂN TÂN

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12/2009
vii


ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
(GIS) PHỤC VỤ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN XUÂN LỘC – TỈNH ĐỒNG NAI

LÊ TIẾN DŨNG

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:

PGS.TS HUỲNH THANH HÙNG
Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh

2. Thư ký:

TS. HÀ THÚC VIÊN
Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh

3. Phản biện 1:

TS. VŨ XUÂN CƯỜNG
Chi cục Đo đạc và Bản đồ phía Nam

4. Phản biện 2:

TS. TRẦN HỒNG LĨNH
Trung tâm điều tra, đánh giá Tài nguyên đất, Bộ TN và MT

5. Uỷ viên:

TS. NGUYỄN VĂN TÂN
Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

i


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là: Lê Tiến Dũng, sinh này 17/01/1977 tại huyện Thiệu Hoá – Thanh
Hoá con ông Lê Huy Đạt và bà Trần Thị Sen.
Tốt nghiệp Phổ thông trung học tại trường Phổ thông trung học Thiệu Yên 3
năm 1994.
Tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Quản lý Đất đai hệ chính quy tại trường Đại

học Nông nghiệp I – Hà Nôi.
Sau đó làm việc tại Phân viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp, chức vụ
chuyên viên Trung tâm kinh tế nông nghiệp và thông tin địa lý.
Tháng 9/2005 theo học Cao học chuyên ngành Khoa học đất tại trường Đại học
Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: Vợ Trần Thị Vân Anh kết hôn năm 2004, con Lê Tiến
Huy, sinh năm 2006 và Lê Minh Khôi, sinh năm 2008.
Địa chỉ liên lạc: 368/7 Phan Văn Trị, phường 5, Gò Vấp, Tp. HCM
Điện thoại: CQ: 08.38204.030, NR: 08.3588.5357, DĐ: 0985.535.697
Email: hoặc

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác.

Lê Tiến Dũng

iii


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được
sự giúp đỡ vô cùng to lớn của quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ
Chí Minh, cơ quan, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin tỏ lòng biết ơn chân
thành đến:
- Quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình

giảng dạy và giúp đỡ trong thời gian thực hiện và nghiên cứu đề tài.
- TS. Nguyễn Kim Lợi và TS. Nguyễn Văn Tân (Trường Đại học Nông Lâm
Tp. HCM) đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực
hiện đề tài.
- Phòng Quản lý Đào tạo Sau Đại học – Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM
đã tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt khoá học và thời gian thực hiện đề tài.
- Lãnh đạo Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp và các anh, chị em
Trung tâm Kinh tế Nông nghiệp và thông tin địa lý đã động viên và tạo điều kiện tốt
cho tôi trong suốt khoá học và thời gian thực hiện đề tài.
- Đặc biệt gia đình: vợ, con, anh chị em, bạn bè … đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn!

Lê Tiến Dũng

iv


TÓM TẮT
----------------Đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ quy hoạch sử dụng
đất tại huyện Xuân Lộc – tỉnh Đồng Nai” được thực hiện từ tháng 8/2008 đến tháng
6/2009 tại huyện Xuân Lộc – tỉnh Đồng Nai.
Đề tài đã ứng dụng chuỗi Markov trong đánh giá biến động và dự báo sử dụng
đất tại huyện Xuân Lộc, kết quả chưa phù hợp với diễn biến sử dụng đất thực tế tại địa
phương. Từ đó đề tài đã ứng dụng GIS tiến hành chồng xếp các lớp thông tin chuyên
đề về thổ nhưỡng, khả năng tưới, tầng dày, độ dốc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ
1/25.000, toàn huyện có 77 đơn vị đất đai, đồng thời nghiên cứu lựa chọn 8 loại hình
sử dụng đất đưa vào đánh giá thích nghi. Kết hợp 3 yếu tố là điều kiện tự nhiên, kinh
tế, xã hội để đánh giá đất đai theo “khung” của FAO (1976). Ứng dụng phương pháp

phân tích đa mục tiêu (MCA) để đánh giá và đề xuất sử dụng đất nông nghiệp bền
vững. Chúng tôi lựa chọn các hệ thống sử dụng đất (LUS) đáp ứng bền vững đồng thời
các tiêu chuẩn (3 tiêu chuẩn cấp 1 và 10 tiêu chuẩn cấp 2): (i). Bền vững về kinh tế
(gồm 3 tiêu chuẩn cấp 2: tổng giá trị sản phẩm, lãi thuần, lợi ích/chi phí); (ii) Bền
vững về mặt xã hội (gồm 3 tiêu chuẩn cấp 2: lao động, khả năng vốn – chi phí sản
xuất, tập quán canh tác); (iii) Bền vững về mặt tự nhiên (gồm 4 tiêu chuẩn cấp 2: thổ
nhưỡng, tầng dày, khả năng tưới, độ dốc). Dùng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP)
xác định trọng số các tiêu chuẩn. Mỗi tiêu chuẩn cấp 2 xây dựng một lớp thông tin
chuyên đề (trong GIS), chồng xếp các lớp thông tin chuyên đề và tính được chỉ số
thích hợp, đối chiếu với thực tế và tham khảo ý kiến các chuyên gia để phân cấp mức
độ thích hợp, từ đó đề xuất sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu như sau: đất 2 vụ lúa:
5.500 ha, đất 2 lúa – màu: 3.000 ha, đất chuyên mía: 1.000 ha, đất trồng tiêu: 3.500 ha,
đất trồng cà phê: 1.200 ha, đất trồng cao su: 3.500 ha, đất trồng điều: 15.000 ha, đất
trồng cây ăn quả: 6.000 ha.

v


ABSTRACT
-----------The research “Application of Geographic Information System (GIS) serves the
planning on using land at Xuan Loc District, Dong Nai Province” was carried out from
August 2008 to June 2009 at Xuan Loc District, Dong Nai Province.
This research was applying Markov chain model to evaluate changes and
forecast the using of land in Xuan Loc District, realizing the results unmatched with
the local real situation. The research is applied GIS to pile up the layers of specialized
information about soil, irrigation capacity, thick stratum and gradient to build up the
soil map 1/25.000 on 77 land mapping units of the whole district; meanwhile research
to select 8 LUT for adjustment evaluation. Combining three factors of economy,
society, and natural condition, the subject evaluated the soil in accordance with the
frame of FAO (1976), and applied the Multicriteria Analysis (MCA) to evaluate and

propose the use of agricultural land in long term. We selected the LUS meeting
concurrently the following standards (three criteria of 1st level and ten criteria of the
2nd level): (i). Stability in economy (including three criteria of 2nd level: total value of
products, net profit, interest/expense); (ii). Stability in social aspect (including three
criteria of 2nd level: labor, capital capacity– production expense, cultivation habit. (iii).
Stability in natural aspect (including four criteria of 2nd level: soil, thick stratum,
irrigation capacity, and gradient). The AHP was used to determine the weight number
of the criteria. Each 2nd level criterion built a specialized layer of information (in GIS).
The next steps were piling up layers of information and calculating the suitable index,
comparing to the reality and consulting the experts’ advice in order to allocate the
suitable levels. Finally, from those points, the use of agricultural land in long term was
put forward as follows: land for double rice crops: 5.500 ha, land for double rice crops
– upland crop: 3.000 ha, land for sugarcane: 1.000 ha, land for pepper: 3.500 ha, land
for coffee: 1.200 ha, land for rubber trees: 3.500 ha, land for cashew: 15.000 ha, land
for fruit trees: 6.000 ha.

vi


MỤC LỤC
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu đề tài .......................................................................................................2
1.3. Kết quả mong đợi ...................................................................................................2
1.4. Giới hạn của đề tài .................................................................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU.....................................................3
2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) .............................................................................3
2.1.1. Khái niệm ........................................................................................................3
2.1.2. Mô hình dữ liệu GIS ........................................................................................4
2.1.3. Phân tích dữ liệu GIS ......................................................................................5

2.1.3.1 Phân tích dữ liệu không gian .....................................................................5
2.1.3.2. Phân tích dữ liệu thuộc tính .......................................................................7
2.2. Các nghiên cứu về đánh giá thích nghi đất đai ....................................................13
2.2.1. Tình hình nghiên cứu đánh giá đất đai trên thế giới và sự ra đời phương pháp
đánh giá đất của FAO ..............................................................................................14
2.2.2. Tình hình nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai ở Việt Nam .....................15
2.2.3. Các nguyên tắc trong đánh giá đất đai (FAO, 1976).....................................17
2.2.4. Các bước tiến hành đánh giá thích nghi đất đai (FAO, 1976).......................18
2.2.5. Đánh giá thích nghi đất đai tại Đồng Nai và huyện Xuân Lộc .....................20
2.3. Các kết quả nghiên cứu về quy hoạch sử dụng đất ..............................................20
2.3.1. Quy hoạch sử dụng đất ..................................................................................20
2.3.2. Đặc điểm của quy hoạch sử dụng đất ............................................................22
2.3.3. Các cấp độ lập quy hoạch sử dụng đất ..........................................................23
2.3.4. Các ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất và đánh giá đất đai ...........23
2.3.4.1. Các ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch sử dụng đất trên thế giới ............23
2.3.4.2. Ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch sử dụng đất ở Việt Nam ...................24
2.4. Lý thuyết về phân tích đa tiêu chuẩn ...................................................................26
2.4.1. Lý thuyết về phân tích thứ bậc (AHP) ..........................................................26

vii


2.4.1.1. Lợi ích của AHP ......................................................................................27
2.4.1.2. Các bước thực hiện giải bài toán AHP ....................................................27
2.4.2. Các ứng dụng phân tích thứ bậc (AHP) trong khoa học kinh tế và đánh giá
khả năng thích nghi đất đai......................................................................................28
2.5. Các ứng dụng đánh giá sự thay đổi các kiểu sử dụng đất bằng chuỗi MarKov ..29
2.6. Tổng quan về nông nghiệp bền vững...................................................................30
2.7. Đánh giá chung ....................................................................................................31
Chương 3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU .....................................................33

3.1. Vị trí địa lý ...........................................................................................................33
3.2. Địa hình ................................................................................................................34
3.3. Khí hậu .................................................................................................................34
3.4. Nguồn nước và chế độ thuỷ văn ..........................................................................37
3.4.1. Nước mặt. ......................................................................................................37
3.4.2. Nước ngầm ....................................................................................................37
3.5. Thổ nhưỡng ..........................................................................................................37
3.6. Diện tích phân theo độ dốc tầng dày và khả năng tưới........................................40
3.7. Điều kiện kinh tế - xã hội.....................................................................................41
3.7.1. Kinh tế ...........................................................................................................41
3.7.2. Xã hội ............................................................................................................42
3.7.3. Thực trạng một số cây trồng chính trên địa bàn huyện .................................42
3.8. Tình hình quản lý đất đai trên địa bàn huyện Xuân Lộc .....................................45
3.8.1. Quản lý đất đai theo đơn vị hành chính.........................................................45
3.8.2. Công tác lập hồ sơ địa chính, cấp giấy chứng nhận quyền SDĐ ..................45
3.8.3. Công tác lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất .............................................46
3.9. Các kết quả nghiên cứu trên địa bàn huyện trên địa bàn liên quan đến đề tài.....48
3.9.1. Quy hoạch sử dụng đất huyện Xuân Lộc thời kỳ 1997 – 2010 .....................48
3.9.2. Rà soát, bổ sung quy hoạch sử dụng đất huyện Xuân Lộc thời kỳ 2003 –
2010 .........................................................................................................................49
Chương 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................50

viii


4.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................50
4.2. Phương pháp nghiên cứu chung...........................................................................50
4.3. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu cụ thể ...........................................................51
4.3.1. Ứng dụng chuỗi Markov trong đánh giá biến động và dự báo sử dụng đất ..52
4.3.2 Ứng dụng AHP để xác định trọng số trong đánh giá tiềm năng đất đai ........57

4.3.2.1. Phân tích thứ bậc......................................................................................57
4.3.2.2. So sánh các thành phần và tính toán mức độ ưu tiên...............................58
4.3.3. Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu trong đánh giá đất đai ......................63
4.3.4. Phân tích đa tiêu chuẩn trong GIS .................................................................66
Chương 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...........................................................................70
5.1. Kết quả ứng dụng của mô hình Markov Chain trong đánh giá biến động và dự
báo sử dụng đất ...........................................................................................................70
5.1.1. Xác định sự thay đổi các kiểu sử dụng đất từ năm 1995 - 2000 ...................70
5.1.2. Chu chuyển của các loại hình sử dụng đất giai đoạn 1995 – 2000.............71
5.1.3. Dự báo sự thay đổi các kiểu sử dụng đất đến năm 2005 ............................72
5.1.4. Dự báo sự thay đổi các kiểu sử dụng đất đến năm 2010 ............................73
5.2. Ứng dụng GIS xây dựng bản đồ các đơn vị đất đai .............................................75
5.2.1. Cơ sở dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất ........................................................76
5.2.2. Cơ sở dữ liệu về các tính chất đất đai............................................................76
5.2.3. Xây dựng bản đồ các đơn vị đất đai ..............................................................85
5.3. Xây dựng bản đồ các nhân tố thích nghi .............................................................87
5.3.1. Thổ nhưỡng ...................................................................................................87
5.3.2. Tầng dày ........................................................................................................88
5.3.3. Khả năng tưới ................................................................................................89
5.3.4. Độ dốc ...........................................................................................................89
5.3.5. Thích nghi kinh tế..........................................................................................90
5.3.6. Thích nghi về mặt xã hội ...............................................................................92
5.4. Lựa chọn các loại hình sử dụng đất trong đánh giá đất đai .................................93
5.5. Đánh giá khả năng thích nghi đất đai ..................................................................94

ix


5.5.1. Các tiêu chuẩn cơ bản để đánh giá tính bền vững trong sử dụng đất ............95
5.5.2. Xác định trọng số các tiêu chuẩn và giá trị các chỉ tiêu phân cấp.................96

5.6. Đề xuất sử dụng đất ...........................................................................................101
Chương 6 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ..........................................................................110
6.1. Kết luận ..............................................................................................................110
6.2. Kiến nghị ............................................................................................................111

x


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. GIS (Geographic Information Systems): Hệ thống thông tin địa lý
2. DTTN: Diện tích tự nhiên
3. AHP (Analytic Hierarchy Process): Phân tích thứ bậc
4. GDP (Gross Domestic Product): Tổng sản phẩm quốc nội
5. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations): Tổ chức
liên hiệp quốc về lượng thực và nông nghiệp.
6. LC (Land Characteristic): Tính chất đất đai.
7. LUS (Land Use System): Hệ thống sử dụng đất.
8. LUT (Land Use/Utilization Type): Loại hình sử dụng đất.
9. LMU (Land Mapping Unit): Đơn vị đất đai
10. MCMD (Multi-Criteria Decision Making): Ra quyết định đa tiêu chuẩn.
11. MCMA (Multi-Criteria Model Analysis): Mô hình phân tích đa tiêu chuẩn.
12. NIAPP (National Institute of Agricultural Planning and Projection): Viện
Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp.
13. Sub-NIAPP (Sub-National Institute of Agricultural Planning and
Projection): Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp.
14. QH và TKNN: Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp
15. N (Not suitable): Không thích nghi.
16. S1 (Highly suitable): Thích nghi cao.
17. S2 (Moderately suitable): Thích nghi trung bình.

18. S3 (Marginally suitable): Thích nghi kém.
19. QHSDĐĐ: Quy hoạch sử dụng đất đai
20. LLSX: lực lượng sản xuất
21. QHSX: Quan hệ sản xuất
22. CSDL: Cơ sở dữ liệu
23. DSS (Decision Support System): Hệ hỗ trợ ra quyết định

xi


24. DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Trasfer): Hệ hỗ trợ
ra quyết định trong nông nghiệp.
25. TIN (Triangulate Irregular Network): Mạng lưới tam giác không đều
26. TGTSP: Tổng giá trị sản phẩm
27. UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural
Organization): Tổ chức Liên hiệp quốc về giáo dục, khoa học và văn hóa.
28. CR (Consistency Ratio): Tỷ số nhất quán
29. CNQSDĐ: Chứng nhận quyền sử dụng đất
30. PA: Phương án
31. KH: Kế hoạch
32. VH: Rất cao
33. H: Cao
34. M: Trung bình
35. L: thấp
36. HNK: Hàng năm khác
37. MNCD: Mặt nước chuyên dùng
38. PNN: Phi nông nghiệp
39. NTTS: Nuôi trồng thuỷ sản
40. LUT 1: Hai vụ lúa
41. LUT 2: Hai vụ lúa – 1 vụ màu

42. LUT 3: Chuyên mía
43. LUT 4: Tiêu
44. LUT 5: Cà phê
45. LUT 6: Cao su
46. LUT 7: Điều
47. LUT 8: Cây ăn quả
48. MT: Môi trường
49. SDĐ: Sử dụng đất

xii


DANH SÁCH CÁC BẢNG TRONG BÁO CÁO
Bảng 2.1: Các phép toán luận lý......................................................................................7
Bảng 3.1: Diện tích các loại đất huyện Xuân Lộc .........................................................38
Bảng 3.2: Diện tích đất phân theo độ dốc, tầng dày ......................................................40
Bảng 3.3: Diện tích đất được tưới trên địa bàn huyện...................................................41
Bảng 3.4: Một số chỉ tiêu cơ bản về kinh tế của huyện Xuân Lộc................................41
Bảng 3.5: Diện tích tự nhiên huyện Xuân Lộc phân theo đơn vị hành chính ...............45
Bảng 3.6: Tình hình thực hiện quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất giai đoạn 2001-2005
của huyện Xuân Lộc ......................................................................................................47
Bảng 4.1: Ma trận về sự thay đổi các kiểu sử dụng đất trong khoảng thời gian từ t0 đến
t1 .....................................................................................................................................56
Bảng 4.2: Phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty .............................................60
Bảng 5.1 Sự thay đổi diện tích của các loại hình sử dụng đất giai đoạn 1995– 2000 ...70
Bảng 5.2: Chu chuyển các loại đất chính giai đoạn 1995 - 2000 ..................................72
Bảng 5.3: Dự báo diễn biến sử dụng đất đến năm 2005 của huyện Xuân Lộc .............72
Bảng 5.4: Ma trận chuyển đổi các loại đất giai đoạn 2000 – 2005 ...............................73
Bảng 5.5: Dự báo diễn biến sử dụng đất đến năm 2010 của huyện Xuân Lộc .............74
Bảng 5.6: Cấu trúc dữ liệu của lớp hiện trạng sử dụng đất huyện Xuân Lộc ...............76

Bảng 5.7: Các tính chất đất đai để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai ..............................77
Bảng 5.8: Cấu trúc dữ liệu của các lớp thông tin chuyên đề, huyện Xuân Lộc ............78
Bảng 5.9: Mô tả tính chất các đơn vị đất đai, huyện Xuân Lộc ....................................85
Bảng 5.10: Cấu trúc dữ liệu của lớp thông tin bản đồ đơn vị đất đai ............................87
Bảng 5.11: Bảng cho điểm theo loại đất........................................................................88
Bảng 5.12: Bảng cho điểm theo độ dày tầng đất ...........................................................89
Bảng 5.13: Bảng cho điểm theo tình trạng tưới ............................................................89
Bảng 5.14: Bảng cho điểm theo độ dốc của địa hình ....................................................90
Bảng 5.15: Phân cấp đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế ...................................................92
Bảng 5.16: Đặc trưng các loại hình sử dụng đất được lựa chọn ...................................94
Bảng 5.17: Các tiêu chuẩn chủ yếu để đánh giá sử dụng đất bền vững ở Xuân Lộc ....95

xiii


Bảng 5.18: Giá trị các tiêu chuẩn phân cấp thích nghi kinh tế và xã hội ......................97
Bảng 5.19: Ma trận so sánh và trọng số các tiêu chuẩn cấp 1 (objectives) ..................98
Bảng 5.20: Ma trận so sánh và trọng số các tiêu chuẩn cấp 2 (sub-objectives) thuộc
tiêu chuẩn kinh tế (objectives) .......................................................................................98
Bảng 5.21: Ma trận so sánh và trọng số các tiêu chuẩn cấp 2 (sub-objectives) thuộc
tiêu chuẩn xã hội (objectives) ........................................................................................98
Bảng 5.22: Ma trận so sánh và trọng số các tiêu chuẩn cấp 2 (sub-objectives) thuộc
tiêu chuẩn điều kiện tự nhiên (objectives) đối với cây hàng năm .................................98
Bảng 5.23: Ma trận so sánh và trọng số các tiêu chuẩn cấp 2 (sub-objectives) thuộc
tiêu chuẩn điều kiện tự nhiên (objectives) đối với cây lâu năm ....................................99
Bảng 5.24: Tổng hợp trọng số toàn cục của các tiêu chuẩn đối với cây hàng năm ......99
Bảng 5.25: Tổng hợp trọng số toàn cục của các tiêu chuẩn đối với cây lâu năm .........99
Bảng 5.26: Cấu trúc phân hạng thích nghi đất đai theo FAO .....................................100
Bảng 5.27: So sánh kết quả thích nghi tự nhiên của phương pháp AHP và FAO ......100
Bảng 5.28: Tổng hợp giá trị các chỉ số thích hợp cho loại hình sử dụng đất cây cao su

.....................................................................................................................................102
Bảng 5.29: Diện tích thích nghi đất đai của các loại hình sử dụng đất .......................104
Bảng 5.30: Đề xuất sử dụng đất nông nghiệp huyện Xuân Lộc ..................................105
Bảng 5.31: Đề xuất diện tích sử dụng đất của huyện Xuân Lộc .................................107

xiv


DANH SÁCH CÁC HÌNH TRONG BÁO CÁO
Hình 2.1: Các thành phần của GIS .......................................................................... 3
Hình 2.2: Biểu diễn thế giới thực sử dụng mô hình vector và raster ....................... 4
Hình 2.3: Mô hình chuyển đổi Affine...................................................................... 6
Hình 2.4: Ghép biên các mảnh bản đồ ..................................................................... 6
Hình 2.5: Sliver có thể tạo ra do số hoá hoặc chồng 2 lớp bản đồ .......................... 6
Hình 2.6: Biểu đồ Venn ........................................................................................... 7
Hình 2.7: Giảm số lớp sử dụng chức năng tổng quát hoá........................................ 8
Hình 2.8: Chồng xếp dữ liệu vector ......................................................................... 10
Hình 2.9: Thể hiện bề mặt địa hình với mô hình TIN ............................................ 11
Hình 2.10: Tính khoảng cách sử dụng hàm lan truyền ............................................ 13
Hình 2.11: Sử dụng hàm hướng dòng để tối ưu hoá tuyến di chuyển .................... 13
Hình 2.12: Vai trò của đánh giá đất đai trong công tác quy hoạch sử dụng đất ...... 15
Hình 2.13: Các bước của quá trình đánh giá đất đai................................................ 19
Hình 3.1: Bản đồ vị trí địa lý huyện Xuân Lộc ....................................................... 35
Hình 3.2: Bản đồ hành chính huyện Xuân Lộc ....................................................... 36
Hình 4.1: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ............................................................... 52
Hình 4.2: Sơ đồ chu chuyển các loại đất ................................................................. 53
Hình 4.3: Mô hình chồng xếp (Overlay) xây dựng bản đồ đơn vị đất đai............... 64
Hình 4.4: Thuật toán xoá ranh vùng cận kề có cùng thuộc tính (Dissolve) ............ 66
Hình 4.5: Sơ đồ ứng dụng AHP và GIS trong đánh giá đất đai tại H.Xuân Lộc ..... 69
Hình 5.1: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 ................................................ 79

Hình 5.2: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005 ................................................ 80
Hình 5.3: Bản đồ thổ nhưỡng huyện Xuân Lộc ....................................................... 81
Hình 5.4: Bản đồ độ dốc huyện Xuân Lộc .............................................................. 82
Hình 5.5: Bản đồ tầng dày huyện Xuân Lộc ........................................................... 83
Hình 5.6: Bản đồ khả năng tưới huyện Xuân Lộc ................................................... 84
Hình 5.8: Bản đồ đơn vị đất đai ............................................................................... 87
Hình 5.7: Bản đồ thích nghi cây cao su của huyện Xuân Lộc – tỉnh Đồng Nai ...... 103
Hình 5.8: Bản đồ đề xuất sử dụng đất nông nghiệp................................................. 108

xv


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Đất đai là tài nguyên cơ bản của mỗi quốc gia, là tư liệu sản xuất đặc biệt và là
nền tảng quan trọng cho các hoạt động kinh tế – xã hội của con người, là địa bàn phân
bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh quốc phòng.
Quy hoạch sử dụng đất là quá trình nhận diện các loại đất khác nhau phù hợp
cho các mục đích phát triển kinh tế - xã hội theo hướng bền vững, trong đó đánh giá
đất đai nhằm mục tiêu cung cấp thông tin về sự thuận lợi và khó khăn trong việc sử
dụng các vùng đất, làm căn cứ để ra quyết định chiến lược về quản lý và sử dụng đất
đai. Quy hoạch sử dụng đất sẽ được thực hiện hiệu quả dựa trên nền tảng của đánh giá
về chất lượng đất đai.
Trong những năm qua, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã được ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực. Công nghệ GIS với khả năng tổ hợp dữ liệu, chồng xếp bản đồ, phân
tích một lượng lớn dữ liệu, dễ dàng cập nhật dữ liệu và kết nối với hệ thống cơ sở dữ
liệu khác, truy nhập và hỏi đáp, hỗ trợ ra quyết định …(các vấn đề này vượt quá khả
năng của phương pháp truyền thống). GIS có khả năng tham gia xử lý dữ liệu đầu vào
và phân tích, biểu diễn, quản lý dữ liệu đầu ra. Do đó, việc ứng dụng GIS phục vụ quy

hoạch sử dụng đất, là công cụ hữu ích cho những người làm công tác đánh giá thích
nghi đất đai và lập quy hoạch sử dụng đất.
Xuân Lộc là một huyện miền núi của tỉnh Đồng Nai, là cửa ngõ, đầu mối giao
thông của tỉnh Đồng Nai với các tỉnh Nam Trung Bộ, nền kinh tế vẫn chủ yếu là sản
xuất nông nghiệp. Nhằm xác định vùng sản xuất nông nghiệp phù hợp với từng loại
cây trồng của huyện một cách hệ thống mang tính khoa học, hiệu quả trong lưu trữ và
cập nhật làm cơ sở cho việc phân bổ sử dụng đất của các ngành chúng tôi tiến hành

1


thực hiện đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ quy hoạch sử
dụng đất tại huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai”.
1.2. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu chung của luận văn ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ thích
nghi đất đai nhằm hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất, đề xuất diện tích các loại đất phù hợp
với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và định hướng phát triển kinh tế - xã hội của địa
phương. Chi tiết các mục tiêu cụ thể như sau:
(1) Đánh giá mức độ phù hợp của ứng dụng chuỗi Markov trong biến động đất
đai và dự báo sử dụng đất của huyện Xuân Lộc;
(2) Đánh giá khả năng thích nghi đất đai đối với đất sản xuất nông nghiệp;
(3) Đề xuất sử dụng đất trên địa bàn huyện theo khả năng thích nghi đất đai.
1.3. Kết quả mong đợi
Sau khi thực hiện đề tài, sẽ xác định được các vùng thích nghi cho đất sản xuất
nông nghiệp, là công cụ giúp chính quyền địa phương hoạch định chiến lược về sử
dụng đất trong tương lai.
1.4. Giới hạn của đề tài
Do thời gian hạn hẹp và kinh phí nên đề tài chỉ tập trung vào đánh giá đất đai và
đề xuất sử dụng đất cho vùng sản xuất nông nghiệp, chưa đưa ra được chỉ tiêu đánh giá
tiềm năng đất phi nông nghiệp và phương án quy hoạch với từng kịch bản khác nhau

trong sử dụng đất.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu các lý thuyết có liên quan là công việc cần thiết trong quá trình
thực hiện đề tài. Trong chương này, chúng tôi tập trung vào nghiên cứu các vấn đề
chính sau:
- Tìm hiểu và nghiên cứu về Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
- Phương pháp đánh giá đất đai của FAO
- Nghiên cứu lý thuyết về phân tích đa tiêu chuẩn.
- Quy hoạch sử dụng đất và các ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch sử dụng đất.
2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
2.1.1. Khái niệm
GIS là hệ thống các công cụ nền máy tính dùng để thu thập, lưu trữ, truy cập và
biến đổi, phân tích và thể hiện dữ liệu liên quan đến vị trí trên bề mặt trái đất và tích
hợp các thông tin này vào quá trình lập quyết định (Trần Trọng Đức, 2002).

Hình 2.1: Các thành phần của GIS (Trần Trọng Đức, 2002)
Khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, bắt đầu câu hỏi đơn giản
như: “ai là chủ của mảnh đất này?”, “Hai vị trí cách nhau bao xa?”, “Vùng đất cho
hoạt động công nghiệp ở đâu?” và các câu hỏi phân tích như: “Tất cả các vị trí thích

3


hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?”, “Kiểu đất ưu thế cho rừng thông là
gì?”, “Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông chịu ảnh hưởng như

thế nào?”; việc trả lời các câu hỏi “Như thế nào?”, “Tại sao?” chính là quá trình phân
tích của hệ thống thông tin địa lý (Nguyễn Kim Lợi, 2007).
2.1.2. Mô hình dữ liệu GIS
Mô hình dữ liệu thể hiện tập hợp các quy tắc hoặc hướng dẫn giúp chuyển đổi
thế giới thực thành các đối tượng số với các đặc tính không gian và thuộc tính. Dữ liệu
thuộc tính được thể hiện bởi mô hình dữ liệu dạng bảng, trong khi dữ liệu hình học
được thể hiện bởi mô hình hình học. Mô hình dữ liệu hình học được phân ra làm 2
loại: vector và raster
(1). Mô hình vector (Vector Model): biểu diễn các đối tượng địa lý trên mặt đất
bằng những điểm, đường, vùng trong mặt phẳng toạ độ Descartes. Mỗi điểm được xác
định bởi cặp toạ độ (x,y), mỗi đường được tuyến tính hoá từng đoạn, biểu diễn bằng
một chuỗi những cặp toạ độ (xi,yi), một vùng được xác định bởi một đường khép kín
và được biểu diễn bằng một chuỗi cặp toạ độ (xi, yi) có toạ độ điểm đầu và toạ độ điểm
cuối trùng nhau (Trần Vĩnh Phước, 2003).
(2). Mô hình Raster (Raster Model): hệ thống nền raster thể hiện, định vị trí và
lưu trữ dữ liệu địa lý bằng cách sử dụng ma trận, mỗi vị trí được xác định bởi hàng và
cột có thuộc tính chính bằng giá trị của ô đó. Mô hình dữ liệu này phù hợp trong biểu
diễn dữ liệu biến đổi liên tục: độ cao, nhiệt độ,…
Thế giới thực có thể được biểu diễn ở cả 2
dạng vector và raster, sự lựa chọn mô hình vector
hay raster làm cơ sở tùy thuộc vào bản chất dữ liệu
và người sử dụng. Trong đề tài nghiên cứu chúng
tôi xây dựng dữ liệu GIS ở dạng vector, mô hình dữ
liệu này kế thừa được nhiều nguồn thông tin trước
đây được xây dựng trên nền vector.

Hình 2.2: Biểu diễn thế giới thực sử dụng
mô hình vector và raster

4

2.1.3. Phân tích dữ liệu GIS
Chức năng quan trọng của GIS là phân tích dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
tính để trợ giúp cho quá trình ra quyết định. Phân tích dữ liệu được thực hiện để trả lời
các câu hỏi về thế giới thực. Do tính chất phức tạp của các câu hỏi đặt ra, các phép
phân tích không gian có thể biến đổi từ các hoạt động luận lý hoặc số học đơn giản đến
các phân tích mô hình phức tạp. Khả năng phân tích không gian của GIS là cơ sở để
phân biệt GIS với các hệ thống quản trị CSDL thông thường (Trần Trọng Đức, 2002).
Phân tích dữ liệu bao gồm 3 nhóm chức năng chính: Phân tích dữ liệu không
gian; Phân tích dữ liệu thuộc tính; Phân tích kết hợp giữa không gian và thuộc tính.
2.1.3.1 Phân tích dữ liệu không gian (Spatial Data Analysis)
- Chuyển đổi định dạng dữ liệu: Có nhiều phần mềm GIS khác nhau và
thường mỗi phần mềm lưu trữ dữ liệu theo một định dạng dữ liệu riêng. Do đó, muốn
sử dụng dữ liệu tạo từ các phần mềm GIS khác nhau đòi hỏi phải tiến hành chuyển đổi
định dạng dữ liệu sang cấu trúc dữ liệu thích hợp với phần mềm GIS đang sử dụng.
Hiện nay, trên địa bàn nghiên cứu (huyện Xuân Lộc) bản đồ hiện trạng sử dụng
đất, bản đồ thổ nhưỡng, giao thông, thuỷ lợi được xây dựng trên phần mềm Mapinfo.
Trong đề tài này, dữ liệu được xây dựng trên ArcView, do vậy cần phải chuyển các
file bản đồ từ các dạng khác về định dạng của ArcView.
- Chuyển đổi hình học: Do dữ liệu bản đồ vùng nghiên cứu được thu thập từ
nhiều nguồn: bản đồ hiện trạng sử dụng đất (Sở Tài nguyên và Môi trường), bản đồ đất
(Sub-NIAPP), …nên các lớp dữ liệu này không khớp nhau, do khác nhau về phép
chiếu hoặc do sai số trong quá trình số hóa,…. Do vậy, các phương pháp chuyển đổi
hình học được dùng để hiệu chỉnh các lớp dữ liệu về đặt trùng khớp lên một lớp dữ
liệu nền (base map). Có 2 phương pháp chuyển đổi hình học được sử dụng:
+ Phương pháp dùng vị trí tương đối: chuyển các lớp dữ liệu đặt khớp lên lớp
dữ liệu nền (base map) dựa theo địa hình, địa vật (ngã tư đường, sông suối,…).
+ Phương pháp dùng vị trí tuyệt đối: dùng chuyển đổi theo hệ thống toạ độ địa
lý chung. Chuyển đổi toạ độ là chuyển đổi một hệ thống toạ độ (x,y) sang hệ thống toạ

độ khác (u,v), việc này xảy ra khi: (i). Chuyển đổi các phép chiếu bản đồ; (ii) Điều

5


chỉnh các sai số trong quá trình số hóa; (iii). Nắn ảnh. Ví dụ: bản đồ đất, tưới, độ dốc
thu thập được từ hệ quy chiếu HN-72 nhưng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005
là hệ quy chiếu VN-2000, do đó để trùng khớp hệ toạ độ của bản đồ đất, tưới, độ dốc
được chuyển về hệ quy chiếu VN-2000 (hiện Bộ Tài nguyên và Môi trường đã xây
dựng phần mềm MapTranformation để chuyển từ hệ toạ độ HN-72 sang VN-2000).
Chuyển đổi toạ độ được thực hiện bằng một mô hình chuyển đổi thích hợp
(hoặc các phương trình toán học) với tập hợp các điểm tham khảo (gọi là các điểm
khống chế) được chọn cho việc xác định các thông số chuyển đổi. Hiện nay, có nhiều
phần mềm chuyển đổi sử dụng theo mô hình Affine (hình 2.3).
Y

Phương trình chuyển đổi Affine:
u = axy + bx + cy + x0

V

Y0

v = dxy + ey + fx + y0

0

X

U

X

Hình 2.3: Mô hình chuyển đổi Affine
- Ghép biên và soạn thảo đồ họa:
+ Ghép biên được sử dụng để
điều chỉnh vị trí của các đối tượng kéo

Trước khi ghép biên

Sau khi ghép biên

dài ngang: qua ranh giới của các mảnh
bản đồ. Sai số có thể do sai số của bản đồ
gốc, khác biệt về ngày tháng lập bản đồ,
Hình 2.4: Ghép biên các mảnh bản đồ

co giãn của bản đồ giấy, sai số trong quá
trình số hóa,…(hình 2.4).
+ Soạn thảo đồ họa:
chức năng soạn thảo trong
GIS nhằm giúp thực hiện
các chức năng thêm, xóa
hoặc thay đổi vị trí của đối
tượng (hình 2.5). Trong
trường hợp số hoá các đối
tượng trên bản đồ có

Hình 2.5: Sliver có thể tạo ra do số hoá hoặc chồng 2 lớp bản đồ
6

thể xảy ra trường hợp các đường được số hóa ngắn vài milimet (undershoot) và không
tiếp xúc với đối tượng. Trong trường hợp này, các phần mềm cung cấp công cụ bắt
điểm hoặc bắt đường để hiệu chỉnh sai số này. Ngoài ra các phần mềm còn cho phép
xóa các vòng nhỏ kéo dài (sliver) sinh ra do chồng các đối tượng trên 2 bản đồ với
nhau hoặc số hóa cùng một đường biên của đối tượng 2 lần.
2.1.3.2. Phân tích dữ liệu thuộc tính
Phân tích dữ liệu thuộc tính bao gồm các chức năng soạn thảo, kiểm tra và
phân tích dữ liệu. Nhiều phân tích trong GIS được thực hiện chỉ sử dụng dữ liệu thuộc
tính (tìm vùng sản xuất lúa có năng suất > 5,0 tấn/ha).
- Soạn thảo thuộc tính: Chức năng cho phép dữ liệu thuộc tính được lấy ra,
kiểm tra và thay đổi. Hai bảng dữ liệu thuộc tính có thể được liên kết với nhau thông
qua trường khoá (key field). Dữ liệu thuộc tính từng mẫu tin có thể được thay đổi hoặc
xác lập thông qua một số phép toán số học hoặc thống kê.
Ví dụ: Chuyển đổi giá trị từ sản lượng sang giá trị sản xuất đòi hỏi thực hiện toán nhân
ID
1
2
3
4

Sản lượng (tấn)
5
6
8
3

ID
1

2
3
4

*10.000

Giá trị sản xuất (1.000 đồng)
50.000
60.000
80.000
30.000

- Truy vấn thuộc tính: Cho phép truy tìm mẫu tin trong cơ sở dữ liệu thuộc
tính thoả mãn điều kiện truy tìm đưa ra bởi người sử dụng. Trong truy vấn thường sử
dụng các toán tử: =, <, >, ≥, ≤, hoặc các toán tử luận lý: NOT, AND, OR, XOR.
Bảng 2.1: Các phép toán luận lý

Hình 2.6: Biểu đồ Venn

7


Ví dụ: Tìm các vùng đất trồng cà phê có năng suất lớn hơn 2 tấn/ha, kết quả như sau:
V_dat
1
2
3
4
5

D_tich
2,2
1
0,5
0,6
3

Nangsuat
2,5
1,5
3
2,2
1,8

V_dat
1

D_tich
2,2

Nangsuat
2,5

S_luong
5,5

0,5
0,6

3

2,2

1,5
1,32

Query
3
4

2.1.3.3. Phân tích kết hợp dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian: Sức
mạnh của GIS là khả năng phân tích đồng thời dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
tính, bao gồm 4 nhóm chức năng chính: (i). Rút số liệu, phân loại và đo lường, (ii).
Chồng lớp, (iii). Chức năng lân cận, (iv). Chức năng kết nối.
- Rút số liệu, phân loại và đo lường
+ Rút số liệu: hoạt động rút số liệu đối với dữ liệu không gian và thuộc tính bao
gồm tìm kiếm chọn lọc, sắp xếp và hiển thị dữ liệu được chọn nhưng không cần thiết
điều chỉnh vị trí của đối tượng hoặc tạo ra một đối tượng mới.
+ Phân loại và tổng quát hoá: Chức năng phân loại được cung cấp trong tất cả
các hệ GIS. Đối với lớp dữ liệu đơn, chức năng phân loại liên quan đến gán tên cho
từng polygon (ví dụ: đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất chuyên dùng, đất ở,…).
Phân loại cũng được tiến hành trên nhiều lớp dữ liệu, thường kết hợp với chức năng
chồng lớp (ví dụ: tìm vùng thích nghi S1 cho trồng cây cao su ở huyện Xuân Lộc).
Ngoài ra, phân loại còn có thể trợ giúp cho việc nhận dạng một kiểu mẫu mới mà
thông thường không thể nhìn thấy được nếu ta thể hiện từng đối tượng riêng lẻ.
Tổng quát hóa (một dạng của phân loại) là quá trình làm kết quả phân loại kém
chi tiết hơn hoặc
làm giảm số lớp
bằng cách phối hợp
các lớp ban đầu.
Tổng

quá

hóa

thường dùng để làm
nổi rõ các hiện tượng.

Hình 2.7: Giảm số lớp sử dụng chức năng tổng quát hoá

8