Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất với điều kiện tự nhiên vùng ven biển đồng bằng sông hồng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
_______________________

Phạm Thị Làn

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU MỐI QUAN
HỆ GIỮA BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VỚI ĐIỀU KIỆN TỰ
NHIÊN VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ

Hà Nội – 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phạm Thị Làn

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS NGHIÊN CỨU MỐI QUAN
HỆ GIỮA BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VỚI ĐIỀU KIỆN TỰ
NHIÊN VÙNG VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và H

n

nđ

Mã số: 62 44 02 14

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Phạm Văn Cự
2. GS.TS. Võ Chí Mỹ

Hà Nội - 2017


LỜI CAM ĐOAN
T x n c m đo n đây à c n rìn kết
quả trong luận án là trung thực và c ư

n

ên cứu của riêng tôi. Các số li u,

ừn được ai công bố trong bất kỳ công

trình nào khác.
Tác giả luận án

Phạm Th Làn


LỜI CẢM ƠN
Luận án này là sự bày tỏ lòng cảm ơn c ân àn của nghiên cứu s n đến PGS.TS. Phạm
Văn Cự và GS.TS. Võ Chí Mỹ, nhữn n ười thầy đã ận ìn ướng dẫn về mặt khoa học
và ơn ế nữa, không ngừn động viên khuyến kích giúp tôi có lòng
n để hoàn thành luận án.

X n c ân
Tự n

àn cám ơn B
ên đã qu n âm ạo đ ều ki n học tập, nân c o rìn

X n c ân

àn cám ơn b

học Khoa học Tự nhiên.
C ân

àn

Trắc đ a bản đồ và quản
tạo đ ều ki n về thờ
nghiên cứu sinh yên tâm hoàn thành luận án.
Xin chân thành cảm ơn dự án D n d
đ k ảo sát thực đ để nghiên cứu sinh hoàn thành tốt luận án.

Luận án này sẽ không thể được hoàn thành nếu thiếu sự úp đỡ động viên hàng ngày
của các anh ch đồng nghi p bộ môn Trắc đ a mỏ trong suốt quá trình làm luận án. X
n c ân àn cám ơn các đồng nghi p đã n ưởn , úp đỡ nghiên cứu sinh.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn các ập thể, cá n ân đã
đỡ và tạo đ ều ki n thuận lợ để tác giả có thể
mon được sự góp ý củ
Và cuối cùn , n ưn
đìn , n ữn

không thể oàn

cám ơn ãn


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết củ đề tài......................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................. 2
3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 2
4. Đố ượng và phạm vi nghiên cứu......................................................................... 3
5. P ươn pháp nghiên cứu....................................................................................... 3
6. Nhữn đ ểm mới của luận án................................................................................. 4
7. Luận đ ểm bảo v.................................................................................................... 5
8. Ý n ĩ k o

ọc và thực tiễn............................................................................... 5

9. Cơ sở tài li u thực hi n luận án............................................................................... 5
10. Cấu trúc luận án................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN
ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VỚI ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN........................................... 7
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu mối quan h giữa sử dụn đất vớ đ ều ki n
tự nhiên trên Thế Giới và Vi t Nam............................................................................... 7
1.1. .Tổn qu n các

thống phân loại lớp phủ và sử dụn đất............................. 7

1.1.2. Tình hình ứng dụng phân loại ảnh số chiết xuất thông tin lớp phủ và sử
dụn đất từ ư

u viễn thám................................................................................. 11

1.1.3. Tình hình ứng dụng viễn thám và GIS trong phân tích biến động lớp phủ,
sử dụn đất từ ảnh v tinh..................................................................................... 15
. . . Các c n

rìn n

ên cứu n uyên n ân b ến độn

sử dụn dấ...................18

1. . . Các c n

rìn n

ên cứu mố quan h giữa biến động sử dụn

đất với

yếu tố kinh tế - xã hội............................................................................................ 20


1.1.6. Các c n

rìn nghiên cứu mối quan h

giữa biến động sử dụn

đất với

đ ều ki n tự nhiên................................................................................................... 20
1.1.7. Tình hình ứng dụn các p ươn

p áp n

ên cứu mối quan h giữa biến

động sử dụn đất vớ đ ều ki n tự nhiên................................................................. 23
1.1.8. Tình hình nghiên cứu đ ều ki n tự nhiên và biến động sử dụn

đất khu

vực ven biển đồng bằng sông Hồng...................................................................... 31
1.2. Lý luận về các vấn đề cơ bản nghiên cứu mối quan h
giữa biến động sử
dụn đất vớ đ ều ki n tự nhiên trong luận án............................................................... 34
1.2.1. Khái ni m lớp phủ và sử dụn đất............................................................... 34
1.2.2. Lựa chọn h thống phân loại sử dụn đất.................................................... 35
...N

ên cứu xác đ n n uyên n ân b ến độn

sử dụn đấ............................37

1.2.4. Nghiên cứu ự c ọn đ ều ki n tự nhiên trong mối quan h

với biến động

sử dụn đất............................................................................................................ 38
1.3. Qu n đ ểm và p ươn

p áp n

ên cứu............................................................ 38

1.3.1. Qu n đ ểm nghiên cứu................................................................................. 38
. . . P ươn

p áp n

ên cứu............................................................................. 39

1.4. Quy trình nghiên cứu........................................................................................ 55
1.5. Kết luận c ươn.................................................................................................. 56
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG

SỬ

DỤNG ĐẤT KHU VỰC VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG.....................57
. . Điều đ ều ki n tự nhiên và các hoạ động sử dụn đất khu vực ven biển đồng
bằng sông Hồng........................................................................................................... 57
2.1.1. Khái quát chung vùng ven biển đồng bằng sông Hồng...............................57
2.1.2. V rí đ a lý khu vực nghiên cứu.................................................................. 62
2.1.3. Đặc đ ểm khí hậu......................................................................................... 63
2.1.4. Biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng và tình hình xâm nhập mặn............64
2.1.5. Đặc đ ểm đ

ìn , đ a mạo......................................................................... 64

2.1.6. Đặc đ ểm thổ n ưỡng ...................................................................................

2.2.

Lựa chọn ư

2.3.

H thống phân loại sử dụn

2.4.

Chiết xuất thông tin sử dụn

2.4.1. Chiết xuất thông tin sử dụn
đố

ượng

2.4.2. Chiết xuất thông tin sử dụn
. . Đối chiếu di n tích sử dụn
kê được tổng hợp từ niên giám thống kê huy n ............................................................
2.5.1. Tổng hợp số li u di n tích sử dụn
2.5.2. So sánh di n tích sử dụn
thống kê huy n Giao Thủy, N m Đ nh ..................................................................

2.5.3. So sánh di n tích sử dụn
thống kê huy n Thái Thụy, Thái Bình. ..................................................................

2.6. Nghiên cứu biến độn
đoạn
. . . B ến độn
. . . B ến độn
2.7.

Kết luận c ươn ............................................................................................

CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ GIỮA BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
VỚI ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG
HỒNG. ....................................................................................................................
3.1. Đáná ác động củ đ ều ki n tự n ên đến biến động sử dụn
ven biển đồng sông Hồng ............................................................................................
3.1.1. Dữ li u sử dụng trong nghiên cứu mối quan h giữa biến động sử dụng
đất với các yếu tố tự nhiên khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng. .................


3.1.2. Phân tích mối quan h giữ đ ều ki n tự nhiên với biến động sử dụn đất
đoạn
3.2. Đán
3.2.1. Hoạ
3.2.2. Hoạ
3.2.3. Hoạ
. . Đán
biển đồng bằng sông Hồng. .........................................................................................
3.3.1. Dữ li u các biến dùng trong mô hình dự báo sử dụn đất .........................
3.3.2. Kết hợp mô hình Neuron network và CA_Marko dự báo sử dụn
3.3.3. Đán
ki n tự nhiên khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng .......................................

3.3.4. Kiểm chứn
3.3.5. Dự báo xu
3.4. Đ n ướng quy hoạch sử dụn đấ rên cơ sở đáná và dự báo biến động
sử dụn đất ..................................................................................................................

3.5. Kêt luận c ươn
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................


GIS
PLĐHĐT
LCM
SDĐ
ĐKTN
ĐBSH
NCS


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hìn . P ươn
Hình 1. 1. Tổng quan về chìa khóa giả đoán sử dụn đất thông qua lớp phủ [92]
Hình 1. 2.

Quy trình nội suy

Hình 1. 3.

Khung yếu tố ản

Hình 1. 4. Sơ đồ phân loạ

đất theo cấu trúc dữ li u và mục đíc n
Hình 1. 5.

Sơ đồ phân tích bi

Hình 1. 6.

Sơ đồ các nhân tố

Hình 1.

7. Sơ đồ

Hình 1.

8. Sơ đồ xây dựng h

Hình 1. 9. Sơ đồ tiếp cận h thống trong nghiên cứu quan h
với biến động sử dụn đất
Hình 1.

10. Quy trình chiết xuất thông tin hi

Hình 1. 11. (a) tập cứng, mức độ thành viên của nhóm a1 hoặc a2 chi là 0 hoặc 1. 42
Hình 1. 12. Hàm liên thuộc
Hình 1. 13. H thống phân loại theo quy tắc mờ [65] ...............................................
Hình 1. 14. Mạng phân cấp đố
Hình 1. 15.

Tích hợp

Hình 1. 16.

(p ươn

đ

ờ

n, (p ươn

Hình 1. 17.
Hìn

Sơ đồ mạ
.

. Sơ đồ chuyển đổi sử dụn

xác suất chuyển đổi của các loại hình sử dụn đất) ..................................................
Hình 1. 19.

Quy trình ngh

Hình 2. 1. Đồn bằn
Hình 2.

2. Đ a chấ đ

Hình 2.

3. Sơ đồ mạn ướ

Hình 2.

4. V rí đ a lý khu vực nghiên cứu ................


Hình 2. 5. Chức năn sử dụn đấ được xác đ nh theo các loại lớp phủ..................72
Hình 2. 6. Quy trình chiết xuất thông tin sử dụn đất.............................................. 73
Hình 2. 7. Sơ đồ phân bậc ảnh v tinh Landsat........................................................ 75
Hình 2. 8. Sơ đồ bộ quy tắc phân loại ảnh Landsat 2013 khu vực huy n Giao Thủy –
N m Đ nh. Đ à đố

ượng thỏ mãn đún đ ều ki u, S là không thỏ

mãn đ ều ki n.

Hình bầu dục là kết quả phân loại cuối cùng........................................................... 77
Hình 2. 9. Sơ đồ bộ quy tắc phân loại ảnh Landsat 2013 khu vực huy n Thái Thụy
–Thái Bình. Đ à đố

ượng thỏ mãn đún

đ ều ki u, S là không thỏ

mãn đ ều

ki n. Hình bầu dục là kết quả phân loại cuối cùng................................................... 78
Hình 2. 10. Quy trình chiết tách thông tin hi n trạng sử dụn

đất bằn p ươn p áp

p ân vùn mẫu........................................................................................................ 84
Hình 2. 11. Biểu đồ ươn

qu n d n tích (ha) các loại hình sử dụn

đấ được chiết

xuất từ ảnh v tinh và tổng hợp từ niên giám thống kê huy n Giao Thủy, N m Đ nh.
87
Hình 2. 12. Biểu đồ ươn

qu n d n tích (ha) các loại hình sử dụn

đấ được chiết

xuất từ ảnh v tinh và tổng hợp từ niên giám thống kê huy n Thái Thụy, Thái Bình.
88
Hình 2. 13. Biểu đồ thống kê di n tích (ha) sử dụn đất......................................... 90
Hình 2. 14. Biểu đồ thống kê di n tích sử dụn đất................................................. 93
Hìn

. . Sơ đồ mối quan h

giữa biến độn đất lúa và hoa màu với đ ều ki n tự

nhiên (- chỉ quan h ngh ch, + chỉ quan h thuận)................................................. 111
Hình 3. 2. Sơ đồ mối quan h giữa biến động đất trống vớ đ ều ki n tự nhiên (- chỉ

quan h ngh ch, + chỉ quan h thuận).................................................................... 113
Hình 3. 3. Sơ đồ mối quan h giữa rừng ngập mặn vớ đ ều ki n tự nhiên.............115
Hình 3. 4. Sơ đồ mối quan h giữ đất nuôi trồng thủy sản vớ đ ều ki n tự nhiên (chỉ quan h ngh ch, + chỉ quan h thuận).............................................................. 117
Hình 3. 5. Sơ đồ quan h biến độn đất lúa và hoa màu với đ ều ki n tự nhiên.....119
Hình 3. 6. Sơ đồ quan h giữa biến độn đất trống vớ các đ ều ki n tự nhiên.......121
Hình 3. 7. Sơ đồ quan h giữa biến động rừng ngập mặn vớ đ ều ki n tự nhiên .. 122


Hình 3. 8. Sơ đồ quan h
Hình 3. 9. Quy trình mô hình hóa sử dụn
Hình 3. 10. Mối quan h
yếu tố tự nhiên khu vực G
quan giữa khả năn c uyển đổi với thổ n ưỡn , c. ươn
đổi vớ đ a mạo) ......................................................................................................

Hình 3. 11. Mối quan h
sản với các yếu tố tự nhiên khu vực G
.................................................................................................................................

Hình 3. 12. Khả năn
nhiên huy n Giao Thủy – N m Đ nh ......................................................................

Hình 3. 13. Khả năn
.................................................................................................................................

Hình 3. 14. Sơ đồ quan h
mạo và thổ n ưỡng (a. khả năn
c. ươn qu n

ữa k

Hình 3. 15. Sơ đồ quan h
mạo và thổ n ưỡng (a. khả năn
c. ươn qu n

ữa k

Hình 3. 16.

Sơ

hoa màu thành với yếu tố tự nhiên (a. khả năn
đổi với thổ n ưỡn , c. ươn qu n
Hình 3. 17. Dự báo sử dụn
Hình 3. 18. Dự báo sử dụn
Hình 3. 19. Biến động sử dụn
Đ nh. ........................................................................................................................

Hình 3. 20. Biến động sử dụn
Bình .........................................................................................................................


Hìn

. . Bản đồ đ

Hìn

.2. Bản đồ đ

Hìn

.3. Bản đồ

Hìn

.4. Bản đồ

Hìn

.5. Bản đồ sử dụn

Hìn

.6. Bản đồ sử dụn

Hìn

.7. Bản đồ sử dụn

Hìn

.8. Bản đồ sử dụn

Hìn

.9. Bản đồ sử dụn

Hìn

4.10. Bản đồ sử dụn

…………………………………………………………………………..Sau trang 84
Hìn 4.11. Bản đồ sử dụn đấ năm 00

uy n G o T ủy, N m Đ n …………….

…………………………………………………………………………..Sau trang 84
Hìn 4.12. Bản đồ sử dụn đấ năm 0

uy n G o T ủy, N m Đ n …………….

…………………………………………………………………………..Sau trang 84


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bản
Bản

. Ảnh v tinh sử dụng trong luận án ................................................................

. Các bản đồ c uyên đề được sử dụng trong luận án

Bảng 1. 1. Bảng phân loại h
Bảng 2.

1. K ch bản mực nước biển dâng

Bảng 2. 2. Xói lở/ bồi tụ huy n Thái Thụy và Giao Thủy
[120] ..........................................................................................................................

Bảng 2. 3. D n íc
[109]. .........................................................................................................................

Bảng 2.

4. Bảng giá tr

Bảng 2.

5. Bảng mô tả các quy tắc phân l

Bảng 2.

6. Bảng mô tả các quy tắc phân l

Bảng 2. 7. Bảng tổng hợp di n tích các loại hình sử dụn
huy n Giao Thủy, Nam Đ n
Bảng 2. 8. Bảng tổng hợp di n tích các loại hình sử dụn
huy n Thái Thụy, Thái Bình qu
Bảng 2. 9. Bảng ma trận biến động sử dụn
đoạn 1989 – 2001 (%). ..............................................................................................

Bảng 2. 10. Bảng ma trận biến động sử dụn
đoạn 2001-2005 (%). .................................................................................................

Bảng 2. 11. Bảng ma trận biến động sử dụn
đoạn 2005-2013 (%). .................................................................................................

Bảng 2. 12. Bảng ma trận % biến động sử dụn

Bảng 2. 13. Bảng ma trận % biến động sử dụn
Bản .

. Bản mã các oạ

...................................................................................................................................

Bảng 3.

1. Các biến phụ thuộc ở từn


Bảng 3. 2. Dữ li u các biến độc lập ........................................................................

Bảng 3. 3. Bảng h
nhiên.....................................................................................................................

Bảng 3. 4. Bảng h
Bảng 3. 5. Bảng h
nhiên….....................................................................................................................

Bảng 3. 6. Bảng h số hồi quy giữa biến động đất nuôi trồng thủy sản .................
Bảng 3. 7. h số hồi quy giữa biến độn đất
nhiên… ....................................................................................................................

Bảng 3. 8. H số hồi quy giữa biến độn
Bảng 3. 9. Bảng h
nhiên….....................................................................................................................

Bảng 3. 10. Bảng h

Bảng 3. 11. Bản đ nh dạng dữ li u ........................................................................

Bảng 3. 12. Bảng tổng hợp các yếu tố tự nhiên trong mối quan h
Bảng 3. 13. Bảng tổng hợp mối quan h
Bảng 3. 14. Bảng thống kê di n íc
Bảng 3. 15. Bảng thống kê di n íc


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Biến động sử dụn đất ở Vi t Nam nói chung và khu vực ven biển đồng bằng
sông Hồn nó r ên có xu ướng gi ăn mạnh mẽ và liên tục. Biến động sử dụng đấ đón
v rò c ủ yếu đến biến độn m rường và góp phần gây nên biến đổi toàn cầu [76, 108,
113, 123]. Để ướng tới mục tiêu phát triển bền vững, yêu cầu
đấ đ p ả được sử dụng hợp lý nhằm phát triển kinh tế - xã hộ , đảm bảo an ninh
ươn
ực và bảo v m rường. Muốn đáp ứng nhu cầu nói trên, khi đư
quyết
đ nh sử dụn đất cần phải hiểu được sự ươn ác ữ các yếu ố ự n ên và xã ộ
làm ản ưởn đến v c r quyế đ n đó [104].
B ến độn sử dụn đất là kết quả của quan h tổng hợp các nhân tố bao gồm
cả yếu tố s n , đ a lý và yếu tố kinh tế - xã hộ cũn
n ư sự ươn ác ữa chúng
[145], [59, 86, 98, 159]. Bên cạnh những nghiên cứu biến động sử dụn đất với tổng
hợp đ ều ki n tự nhiên, kinh tế - xã hội, có nhiều nghiên cứu về mối quan h
biến động sử dụn
dụn
đất có mối quan h
Khu vực ven biển đồng bằng sông Hồn

ươn
đối mạnh mẽ. Đặc bi t trên khu vực này, sử dụn
c ín
sác
đổi mới v
chung về biến động sử dụn
chuyển s n
đất phi nô
kinh tế ở. Sử dụn
Sự chuyển đổi sử dụn
những lần
y đổi chín
đặc bi t quan trọn
Mới và các dự án về trồng rừng ngập mặn. Tuy nhiên, Đổi Mớ cũn
thực vật ngập mặn vào đất phù sa để trồn . Đổi Mới hay bất kỳ chính sách phát triển
kinh tế - xã hội nào muốn chuyển đổi sử dụn đấ đều phải tuân thủ quy luật tự nhiên
nhằm ướng tới mục tiêu phát triển bền vững cho khu vực nghiên cứu cũn
n ư ải quyết vấn đề toàn cầu. Vì vậy, nghiên cứu quan h giữa biến động sử dụng đất

vớ đ ều ki n tự nhiên là cần thiết.
Luận án chọn huy n Thái Thụy (Thái Bình) và Giao Thủy (N m Đ nh) là hai
huy n đ ển hình cho khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng với đặc rưn về đ ều k n
ự n ên b o ồm nguồn gốc thành tạo các thùy châu thổ, hình thái, chế độ
1


thủy văn và rầm tích. Huy n Thái Thụy (Thái Bình) với thùy châu thổ D êm Đ ền đã
và đ n đ vào đoạn lụi tàn. Trong khi ở huy n Giao Thủy (N m Đ nh) là
thành tạo của thùy châu thổ Ba Lạt thể hi n sự phát triển, bồi tụ. Hình thái các cồn
cát cổ và các bãi bồi ven biển lần ượt phân bố trên huy n Thái Thụy và Giao Thủy.

Bên cạn
quyế đ n
Đn
. Trong khi huy n Giao Thủy được đặc rưn
Hồn
, nơ có ượng trầm tích lớn và vận chuyển
Bắc. Để nghiên cứu mối quan h giữa biến động sử dụn
đề tài luận án cần rất nhiều nguồn số li u, dữ li u, đặc bi t các nguồn dữ li u có tính
đờ
n, ron đó có ư
Viễn thám vớ
khả năn
thời gian về lớp phủ. Từ đó
đó, GIS với khả năn
ứng dụng trong nghiên cứu mối quan h
nhân của chúng. Do vậy, vi c kết hợp viễn thám và GIS trong nghiên cứu quan h
biến động sử dụn đất vớ đ ều ki n tự n ên đã được rất nhiều tác giả đề cập. Tuy
nhiên, vi c áp dụng chúng vào nhữn đ ều ki n cụ thể của từng khu vực cần được
nghiên cứu để tìm ra và lựa chọn p ươn p áp ếp cận phù hợp.
Với những lý do trên, vi c nghiên cứu thực hi n đề tài “Ứng dụng viễn thám
và GIS nghiên cứu mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất với điều kiện tự nhiên
vùng ven biển đồng bằng sông Hồng” là cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài luận án đặt ra mục êu s u đây
Đán á được mối quan h giữa đ ều ki n tự nhiên với biến động sử dụng đất
khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng thông qua hai khu vực đ ển hình huy n Thái
Thụy (Thái Bình) và Giao Thủy (N m Đ n ) rên cơ sở ứng dụng viễn thám và
h
n n đ a lý
3. Nội dung nghiên cứu

1) Tổng quan tài li u và xây dựn

cơ sở

uận, p ươn

p áp n

ên cứu

mối quan h giữa biến động sử dụn đất với đ ều ki n tự nhiên trên thế giới, Vi t Nam
và khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng.
) Đán
á đ ều ki n tự nhiên và sử dụn
đất hai huy n đ ển hình là Thái
2


Thụy (Thái Bình) và Giao Thủy (N m Đ nh).
3) Nghiên cứu chiết xuất thông tin sử dụn đất từ dữ li u ản đ ời gian khu vực
ven biển đồng bằng sông Hồng rên cơ sở ứng dụng p ươn pháp phân loạ đ nh
ướn đố ượng kết hợp p ươn p áp p ân vùn mẫu.
4) Nghiên cứu, đán
á mối quan h giữa đ ều ki n tự nhiên với biến động sử
dụn đất khu vực ven biển đồng bằng sông Hồn
ron
đoạn 1989 – 2013 bằn
p ươn p áp ống kê và mô hình hóa không gian.
5) Nghiên cứu dự báo xu ướng biến động sử dụn h đất 2021 trong mối quan

với yếu tố tự nhiên bằn v c tích hợp mô hình mạn
Markov.

nơ ron n ân ạo với CA-

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu:
Xuất phát từ yêu cầu củ đề à , đố ượng nghiên cứu của luận án giới hạn trong
các vấn đề về ứng dụng viễn thám và GIS nghiên mối quan h giữa sử dụng đất vớ đ
ều ki n tự nhiên.
b) Giới hạn đề tài:
Luận án được giới hạn trong phạm vi s u đây
 Phạm vi không gian: Luận án lựa chọn thực nghiêm trên hai huy n là Thái Thụy
1

–Thái Bình và Giao Thủy – N m Đ nh để đặc
rưn c o vùn v n b ển biển
đồng bằng sông Hồng theo l ch sử hình thành thùy châu thổ, đặc đ ểm hình thái,
thủy văn và ượn cũn n ư ướng vận chuyển trầm tích.
• Phạm vi thời gian: Trong khoảng thời gian từ năm 1989 đến năm 021.
 Phạm vi khoa học: Luận án nghiên cứu mối quan h giữa biến động các đơn v sử
2

dụn đất (được chiết xuất từ ảnh v tinh Landsat TM, ETM và OLI) và điều ki n tự
nhiên (đ a mạo, thổ n ưỡng, biến độn đường bờ và khoảng cách tớ đường bờ).
Mối quan h này chỉ giới hạn về đ ều ki n tự nhiên ác động đến biến động sử dụn
đất.
5. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài luận án sử dụng p ươn p áp tích hợp viễn thám và GIS. P ươn pháp
viễn thám được ứng dụng nhằm chiết xuất thông tin sử dụn đất các thờ đ ểm

1Lựa chọn huy n Thái Thụy và Giao Thủy được luận giải cụ thể trong mục 2.1.1
2 Sử dụn đất phân loại tiếp cận thông qua lớp phủ chiết xuất từ ảnh v tinh. Sử dụn đất phân loại theo Bộ
Tài nguyên và Môi rườn k n được đề cập trong nghiên cứu này.

3


nghiên cứu. Bên cạn
và m
tự n

ìn ó

ên.

Ản

Quy

thá

trình

nghiên
cứu
Phương
pháp/
công

cụ

nghiên
cứu

nh 1. Phương pháp nghiên cứu

Thông tin sử dụn đấ được chiết xuất từ ảnh viễn thám thông qua lớp phủ. P ươn
pháp chiết xuất thông tin sử dụng trong luận án
ướng đố
ượng và p ân vùn m
được chồng xếp nhằm đư
sử dụn đất. Hồi quy logistic và mô hình hóa (mô hình sử dụn
Cover Modeler) là công cụ GIS trợ giúp vi c đán
dụn
đấ
năm
triển bền vững.
6. Những điểm mới của luận án
1) Đán
ợp
ướn
gian ở 2 huy n Thái Thụy (Thái Bình) và Giao Thủy (N m Đ nh).

đố
)Đn

ki n tự nhiên thông qua phân tích hồi quy logistic và dự báo được biến động sử dụn
đấ đến năm 0 ở 2 huy n Thái Thụy (Thái Bình) và Giao Thủy (Nam

Đ nh) phục vụ quy hoạch phát triển bền vững.

4


7. Luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: Tích hợp p ươn
p ươn p áp p ân vùn mẫu (p r-field classification)
cho phép chiết xuất thông tin sử dụn
chính xác cao.
Luận điểm 2: Biến động sử dụn
có mối quan h chặt chẽ vớ đ ều ki n tự nhiên đặc bi t
cơ sở hi u quả cho dự báo xu ướng biến động sử dụn
dụn đất.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học:
 Kết quả nghiên cứu củ đề tài luận án đã c ứng minh tính hi u quả và tin cậy
củ p ươn p áp p ân oạ đ n
ướn đố ượng chiết xuất thông tin sử dụn đất.
 Phân tích thống kê không gian và mô hình hóa là công cụ GIS hữu ích trong
nghiên cứu mối quan h giữa biến động sử dụn
Ý nghĩa thực tiễn:
•
Thông tin hi n trạng sử dụn
biến động sử dụn đấ qu các
dụn đất khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng.
• Số li u hồi quy về quan h
nhiên, cùng với khả năn
phần hỗ trợ giúp cho các nhà quản

dụng tố ưu các đ ều ki n tự nhiên khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng.
Để thực hi

9. Cơ sở tài liệu thực hiện luận án
n đề tài n

Ảnh vệ tinh
Ảnh v
n
ảnh v tinh sử dụng trong luận án được mô tả trong bản
Cảnh
ảnh
126/046
126/046
126/046
126/046

được sử

Loại ảnh

Landsat TM
Landsat ET
Landsat ET
Landsat OL


Bản đồ địa hình
Bản đồ đ a hình tỷ l

.000 năm 000 do Cục đo đạc bản đồ quân đội xuất

bản, h quy chiếu VN 2000. Bản đồ này được sử dụn để nắn chỉnh ảnh v tinh các thờ
đ ểm về h tọ độ với h quy chiếu VN2000.
Bản đồ chuyên đề
Bản đồ chuyên đề được sử dụng trong luận án bao gồm các bản đồ nêu trong bảng 2
s u đây.
ảng 2. Các bản đồ chuyên đề được sử dụng trong luận án
Loại bản đồ
Bản đồ hi n trạng sử
dụn đất
Bản đồ thổ n ưỡng
Bản đồ đ a mạo

Bản đồ hi n trạng sử dụn
chứng kết quả phân loại ảnh chiết xuất thông tin sử dụn
Bản đồ thổ n ưỡn và đ a mạo cung cấp thông tin về đ ều ki n tự nhiên phục
vụ cho quá trình thống kê không gian và mô hình hóa nhằm lý giải mối quan h giữa
biến động sử dụn đất vớ đ ều ki n tự nhiên khu vực nghiên cứu.
Thông tin thực địa và các tài liệu khác
Thông tin thực đ a cùng các tài li u k ác n ư báo cáo, số li u thốn kê… được
sử dụng trong vi c phân tích ảnh v tinh trợ giúp công vi c chiết xuất thông tin sử dụn
đất do nghiên cứu sinh thực hi n. Đồng thời, những thông tin và tài li u này giúp
nghiên cứu sinh kiểm chứng kết quả phân loại ảnh tại khu vực nghiên cứu.
10. Cấu trúc luận án

Luận án được cấu trúc ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án được trình bày theo
03 c ươn s u
Chương 1. Cơ sở lý luận nghiên cứu mối quan h giữa biến động sử dụn đất với
đ ều ki n tự nhiên

Chương 2. Ứng dụng viễn thám nghiên cứu biến động sử dụn đất khu vực ven biển
đồng bằng sông Hồng.
Chương 3. Phân tích mối quan h giữa biến động sử dụn đất với đ ều ki n tự nhiên
khu vực ven biển bằng sông Hồng.

6


C ƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN NG IÊN CỨU MỐI QUAN Ệ GIỮA
IẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VỚI ĐIỀU KIỆN TỰ N IÊN.
1.1. Tổng quan t nh h nh nghiên cứu mối quan hệ giữa sử dụng đất với
điều kiện tự nhiên trên Thế Giới và Việt Nam.
1.1.1. n
u n c c hệ thốn
phân loại lớp phủ và sử dụn
đất
H thống phân loại lớp phủ, sử dụn đất được thiết kế cho yêu cầu sử dụng cụ

thể, và phục vụ vi c xây dựng chú giải bản đồ, nó phụ thuộc vào tỷ l và nội dung bản
đồ cần thành lập và nguồn dữ li u.
Sử dụn
trênlớp phủ đất nhằm sản xuất,
và lớp phủ có mối quan h
đất từ các khoanh vi lớp phủ cần tuân theo các bước sau [92]:
1.
2.
3.
4.
5.
6.

7.

Xác đ nh các loại hình sử dụn
Xây dựng các thông số đặc rưn
Thống kê các hoạ
đặc
Đư
Khảo sát thực đ a.
Vi c khảo sát thực đ
trình bày.
Áp dụng h
lớp phủ để có được kết quả là h

rưn
r

Bên cạn
mố
And rson và cộn
các
cả
có
à

qu n
oạ độn
ớp p ủ
ể nộ suy dự

ựn

n về các oạ
ốn p ân oạ


Bảng 1. 1. Bảng phân loại hệ thống lớp phủ, sử dụng đất từ tư liệu viễn thám [47]
Stt
1

Cấp 1
Đấ đ

2

Đất nông nghi p

3

Đất rừng

4

Nước

5

Đất ngập nước

6

Đất trống

H thống phân loại lớp phủ, sử dụn
từ ảnh Landsat sẽ hạn chế một số đố
đấ c uyên dùn ; n óm các đối ượn
riêng bi t nếu chỉ dùng riêng rẽ ản L nds
khu vực ven biển đồng bằng sông Hồn . Để khắc phục được các hạn chế đó, v
c
chiết xuất thông tin sử dụn
đất cần kết hợp vớ
n n GIS n ư các bản đồ
c uyên đề (đ a mạo, thổ n ưỡn …), các c ỉ số quan h không gian (Relations to

neighbor objects,…)
Tuy rằng lớp phủ và sử dụn
hoạ động sử dụn đấ đều nằm trên mộ
phủ có thể độc lập phản ánh tính chất khách quan, còn sử dụn
sử dụn đất phả
hành chính, pháp luật [92].
Lou s
đ n c ức năn
) n ận r các


đố vớ các c ức năn cụ
các
các
bo
ồm
rồn
rọ

nó
cây ăn quả
oạ
oạ
c
àn
đặc dụn , rừn
các
oạ
cứu
à n ữn
mặ n ân ạo và các k u vực đấ
T ủy, n óm
cn
n
đầm nu

oạ
nộ

c un

độn

rên cạn. T
và

ươ
ìn
ìn

các
ìn

p. N óm ớp mặ nước
m.

Hình 1. 1. Tổng quan về chìa khóa giải đoán sử dụng đất thông qua lớp phủ [92]

9

s