Ứng dụng gis và viễn thám nghiên cứu biến động sử dụng đất theo đầu người tại thành phố đà nẵng giai đoạn 2000 2015

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT THEO ĐẦU NGƯỜI TẠI
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG GIAI ĐOẠN 2000 -2015

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Lê Ngọc Hành
Sinh viên thực hiện : Lê Thị Phước Thảo
Lớp
: 13CDMT

Đà Nẵng, tháng 05 năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn thầy ThS. Lê Ngọc Hành đã tận tình chỉ bảo,
h ớng dẫn và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các anh (chị) đang công tác tại Trung tâm Đo đạc Bản đồ,
Sở Tài nguyên – Môi trường Thành phố Đà Nẵng đã t ạo điều kiện, giúp đỡ, chia sẻ kinh
nghiệm, dữ liệu và kiến thức cho tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Tơi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến tất cả quý thầy cô Khoa Địa lý Tr ờng Đại học Sư
phạm, Đại học Đà Nẵng. Cảm ơn quý thầy cô về những kiến thức và giúp đỡ chân tình đã
dành cho tôi trong bốn năm học tập tại tr ờng.
Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp 13CDMT và những ng ời bạn đã luôn đ ồng
hành cùng tôi trong quãng đời sinh viên, những ng ời đã luôn giúp đỡ tơi khi tơi gặp khó
khăn, sẵn sàng chia sẻ cho tôi những điều hay, lẽ phải và cũng là ngu ồn động lực để tôi
phấn đấu v ơn lên.
Cuối cùng, con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đối với ba, mẹ đã luôn bên c ạnh chăm sóc

cho con, ni d ỡng con thành ng ời, dạy dỗ cho con những điều hay lẽ phải, luôn động
viên tạo điều kiện cho con học tập.

Lê Thị Phước Thảo
Khoa Địa lý
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng


MỤC LỤC
Trang
A. PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI...............................................................................................1
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI...............................................................2
2.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ...........................................................................................2
2.2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI ...........................................................................................2
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................2
3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .......................................................................................2
3.2. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...........................................................................................2
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................................2
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................................3
5.1. PHƯƠNG PHÁP THU THẬP SỐ LIỆU .................................................................3
5.2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP XỬ LÝ, PHÂN TÍCH SỐ LIỆU ............................3
5.3. PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM VÀ GIS........................................................................3
5.4. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA ......................................................................3
6. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ...........................................................................................4
7. Ý NGHĨA KHOA H ỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI..........................................4
7.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC ..............................................................................................4
7.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN ..............................................................................................4
B. PHẦN NỘI DUNG .....................................................................................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................5

1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ DÂN SỐ VÀ SỰ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT.....5
1.1.1. Những vấn đề về dân số..................................................................................5
1.1.2. Khái quát về hiện trạng và biến động sử dụng đất .........................................9
1.2. ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT.... 11
1.2.1. Những vấn đề cơ bản của viễn thám.............................................................11
1.2.2. Ứng dụng viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất............12
1.3. ỨNG DỤNG GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
THEO ĐẦU NGƯỜI .....................................................................................................13
1.3.1. Những vấn đề cơ bản của GIS ......................................................................13
1.3.2. Ứng dụng GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất theo đầu người.....17
1.4. TỔNG QUAN VỀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
THEO ĐẦU NGƯỜI .....................................................................................................17
1.4.1. Trên thế giới..................................................................................................17
1.4.2. Ở Việt Nam ...................................................................................................19


CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI, HIỆN
TRẠNG DÂN SỐ VÀ SỰ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT CỦA KHU VỰC NGHIÊN
CỨU ...................................................................................................................................21
2.1. VỊ TRÍ ĐỊA LÝ...................................................................................................21
2.2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN...........................23
2.2.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo ..........................................................................23
2.2.2. Đặc điểm khí hậu ..........................................................................................23
2.2.3. Đặc điểm thủy văn ........................................................................................25
2.2.4. Đặc điểm thổ nhưỡng....................................................................................26
2.2.5. Tài nguyên sinh vật.......................................................................................27
2.3. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI........................................................................28
2.3.1. Dân cư và nguồn lao động ............................................................................28
2.3.2. Tình hình phát triển kinh tế...........................................................................29
2.4. BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT THEO DÂN SỐ TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ... 29

2.4.1. Hiện trạng dân số theo từng quận của thành phố Đà Nẵng ..........................29
2.4.2. Biến động sử dụng đất theo dân số của thành phố Đà Nẵng ........................30
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ
DỤNG ĐẤT THEO ĐẦU NGƯỜI TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ................................31
3.1. TỔNG QUAN VỀ DỮ LIỆU VÀ QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU .......................31
3.1.1. Tổng quan về dữ liệu nghiên cứu .................................................................31
3.1.2. Quy trình nghiên cứu ....................................................................................33
3.2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỪ 2000 - 2015 ........34
3.2.1. Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.......................................34
3.2.2. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ 2000 – 2015 ...........................41
3.3. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT THEO SỐ DÂN TỪ 2000 – 2015......49
3.4. ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT THEO SỐ DÂN TỪ 2000 – 2015 ...... 54
3.4.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất theo số dân từ 2000 đến 2015...................54
3.4.2. Đánh giá chung về biến động sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2015...............58
3.5. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ VÀ THÍCH ỨNG .......................58
3.5.1. Về lĩnh vực dân số và kế hoạch hóa gia đình ...............................................58
3.5.2. Quy hoạch sử dụng đất của thành phố giai đoạn 2011 – 2020....................59
3.5.3. Những giải pháp thích ứng với dân số tăng vào cơng tác quy hoạch đô thị ..... 61
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................64
1. KẾT LUẬN............................................................................................................64
2. KIẾN NGHỊ ...........................................................................................................65
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................66


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Mật độ dân số thành phố Đà Nẵng năm 2015 .................................................. 28
Bảng 2.2. Hiện trạng dân số thành phố Đà Nẵng theo từng quận giai đoạn 2000-2015 .. 30
Bảng 3.1. Hiện trạng dân số thành phố Đà Nẵng theo từng quận giai đoạn 2000-2015 .. 31
Bảng 3.2. Hiện trạng sử dụng đất năm 2000 .................................................................... 41
Bảng 3.3. Hiện trạng sử dụng đất năm 2005 .................................................................... 43

Bảng 3.4. Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 .................................................................... 45
Bảng 3.5. Hiện trạng sử dụng đất năm 2015 .................................................................... 47
Bảng 3.6. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2000 ........................................... 54
Bảng 3.7. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2005 ........................................... 55
Bảng 3.8. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2010 ........................................... 56
Bảng 3.9. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2015 ........................................... 57


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Ngun lý thu nhận dữ liệu được sử dụng trong viễn thám ............................. 12
Hình 1.2. Các thành phần của hệ thống thơng tin địa lý................................................... 14
Hình 1.3. Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý.................................................... 14
Hình 2.1. Bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng ............................................................ 22
Hình 3.1. Quy trình nghiên cứu ........................................................................................ 33
Hình 3.2. Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất........................................... 34
Hình 3.3. Cửa sổ ghép kênh trên ENVI ............................................................................ 35
Hình 3.4. Thực hiện chồng lớp (Layer stacking).............................................................. 35
Hình 3.5. Chỉnh sửa Wavelengths và giá trị Geographic corner ...................................... 36
Hình 3.6. Thực hiện chỉnh sửa Sensor Type và Pixel size ............................................... 37
Hình 3.7. Hộp thoại tăng cường chất lượng ảnh............................................................... 37
Hình 3.8. Dấu hiệu nhận biết các đối tượng ..................................................................... 40
Hình 3.9. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2000 ......................... 42
Hình 3.10. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2005 ....................... 44
Hình 3.11. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2010 ....................... 46
Hình 3.12. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2015 ....................... 48
Hình 3.13. Chồng xếp bản đồ ........................................................................................... 49
Hình 3.14. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đầu người TP. Đà Nẵng năm 2000 ........ 50
Hình 3.15. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đầu người TP. Đà Nẵng năm 2005 ........ 51
Hình 3.16. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đầu người TP. Đà Nẵng năm 2010 ........ 52
Hình 3.17. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo đầu người TP. Đà Nẵng năm 2015 ........ 53

Hình 3.18. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2000.......................................... 54
Hình 3.19. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2005.......................................... 55
Hình 3.20. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2010.......................................... 56
Hình 3.21. Hiện trạng sử dụng đất theo đầu người năm 2015.......................................... 57


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

2

CSDL

3

ASF

4

GPS

Hệ thống định vị toàn cầu

5

GDP

Gross Domestic Product

6

WGS84

World Geodetic System

7

UTM

8

VN2000

Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000

9

HTSDĐ

Hiện trạng sử dụng đất

10

BĐ

11

Landsat TM

12

ENVI

Environment for Visualizing Images

13

CSD

Đất bằng chưa sử dụng

14

LNP

Đất lâm nghiệp

15

ODT

Đất ở dô thị

16

ONT

Đất ở nông thôn

17

SMN

Đất sông suối mặt nước

18

SXN

Đất sản xuất nơng nghiệp

19

LUT

Loại hình sử dụng đất

Cơ sở dữ liệu
Phương pháp ước lượng bằng khung lấy mẫu diện
tích

Universal Trasverse Mercator

Bản đồ
Ảnh chụp từ vệ tinh

A. PHẦN MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Dân số là tập hợp của những con người đang sống ở một vùng địa lý hoặc một không
gian tại thời điểm nhất định. Dân số là một trong bốn vấn đề tồn cầu, song lại là vấn đề
đặc biệt vì nó có tính qn tính và tính chất hai mặt nên dân số chính là nguyên nhân gây
nên ba vấn đề tồn cầu cịn lại: chiến tranh và hịa bình, lương thực thực phẩm, môi
trường.
Hiện nay, sự gia tăng dân số nhanh, kéo theo q trình đơ thị hóa, dẫn tới sự thay đổi
diện tích đất ở theo đầu nguời ở hầu hết các tỉnh thành của Việt Nam, đặc biệt là tại các
thành phố lớn, các trung tâm văn hóa, chính trị, kinh tế, xã hội trong cả nuớc cũng như ở
thành phố Đà Nẵng. Diện tích đất đai có hạn, thêm vào đó q trình đơ thị hóa diễn ra
mạnh, không đáp ứng đủ nhu cầu về đất khi mà tốc độ dân số tăng quá nhanh, điều đó
làm ảnh huởng tới chất lượng cuộc sống của nguời dân. Ở khu vực trung tâm nơi đây
được coi có nhiều điều kiện thuận lợi hơn cho cuộc sống, dẫn đến mật độ dân số sẽ tăng
nhanh do gia tăng cơ học, cịn ở các khu vực nơng thơn vùng núi mật độ dân cư thưa thớt.
Tình trạng này đồng thời gây ra những ảnh hưởng bất lợi cho cả khu vực đô thị, và các
khu vực nông thôn vùng núi, cũng như ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế, xã hội chung
của thành phố.
Thành phố Đà Nẵng là trung tâm kinh tế xã hội của các tỉnh miền Trung. Thành phố
có một vị trí, vị thế quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của khu vực và cả nước.
Q trình đơ thị hóa đã và đang di ễn ra mạnh mẽ ở thành phố. Theo đó, đất nông nghiệp,
đất chưa sử dụng chuyển đổi sang để xây dựng các khu dân cư, khu đô thị mới, nhà máy,
giao thơng,… Bên cạnh những mặt tích cực, vấn đề này cũng đã ảnh hưởng khơng nhỏ
đến bình qn diện tích đất trên đầu người của thành phố, đặc biệt là đất có thảm thực vật
bao phủ. Theo đó, diện tích này ngày càng suy giảm nhanh chóng. Điều này sẽ ảnh
hưởng không nhỏ đến mục tiêu xây dựng Đà Nẵng thành phố mơi trường trong tương lai.
Vì vậy việc nghiên cứu sự gia tăng dân số tác động đến sự biến động sử dụng đất của
thành phố Đà Nẵng có ý nghĩa thực tiễn to lớn.

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, hệ thống thông tin địa lý (GIS) ngày
càng có vai trị quan trọng trong các lĩnh vực khoa học. Cùng với công nghệ viễn thám
được sử dụng rất nhiều để thành lập các bản đồ hiện trạng và bản đồ biến động sử dụng
đất nói riêng. Việc ứng dụng GIS để phân tích và đánh giá tác động của việc gia tăng dân
số đến sự biến động sử dụng đất theo đầu người ở thành phố Đà Nẵng là một giải pháp
khả thi.
Dân số ngày càng tăng lên dẫn đến diện tích đất bình quân trên đầu người sẽ ngày
1


càng thu hẹp dần từ đó sẽ tác động đến các vấn đề môi trường khác cũng như đời sống
sinh hoạt và sản xuất của khu vực. Vì vậy, việc nghiên cứu đề tài “Ứng dụng GIS và
viễn thám nghiên cứu biến động sử dụng đất theo đầu người tại thành phố Đà Nẵng
giai đoạn 2000 -2015” là cần thiết và cấp bách.
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục tiêu của đề tài
- Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám để nghiên cứu hiện trạng và sự biến động
bình quân sử dụng đất theo đầu người tại thành phố Đà Nẵng
- Đề xuất các giải pháp thích ứng.
2.2. Nhiệm vụ của đề tài
Để thực hiện được mục tiêu trên, đề tài phải thực hiện được các nhiệm vụ sau:
- Tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
- Khái quát điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu.
- Nghiên hiện trạng và sự biến động sử dụng đất của khu vực nghiên cứu.
- Tìm hiểu về cơng nghệ GIS và viễn thám.
- Nghiên cứu hiện trạng và sự biến động sử dụng đất theo đầu người thành phố Đà
Nẵng.
- Đề xuất các giải pháp thích ứng.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu những vấn đề về lý luận và thực tiễn việc tác động của sự gia tăng dân số
đến sự biến động bình quân sử dụng đất tại thành phố Đà Nẵng. Đối tượng nghiên cứu
chính của đề tài là dân số, hiện trạng và sự biến động sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Về không gian: Đề tài nghiên cứu tác động của biến động dân số đến bình quân sử
dụng đất tại thành phố Đà Nẵng
- Về thời gian: Đề tài nghiên cứu thời gian từ năm 2000 đến năm 2015
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để nghiên cứu được biến động sử dụng đất theo số dân tại thành phố Đà Nẵng, đề tài
đã tiến hành thực hiện các nội dung chính sau:
- Khái quát cơ sở lý luận và thực tiễn liên quan đến đề tài.
- Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và dân số theo từng quận của thành
phố Đà Nẵng qua các năm.
2


- Ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất các
thời điểm.
- Xây dựng các bản đồ sử dụng đất theo đầu người ở thành phố Đà Nẵng giai đoạn
2000 – 2015 và phân tích tác động của sự gia tăng dân số đến sự biến động sử dụng đất
tại thành phố Đà Nẵng.
- Đề xuất các giải pháp thích ứng.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để có thể đánh giá được tác động của dân số đến sự biến động sử dụng đất tại thành
phố Đà Nẵng, đề tài đã l ựa chọn những phương pháp nghiên cứu chính sau:
5.1. Phương pháp thu thập số liệu
Là phương pháp thu thập toàn bộ số liệu, thơng tin có liên quan đến đề tài, sau đó sẽ
tiến hành tiến hành xử lý, đánh giá tài liệu thu thập được. Những số liệu và các thông tin
này chúng tôi thu thập ở cơ quan: Chi cục thống kê thành phố Đà Nẵng. Mục đích nhằm
giảm bớt thời gian thực hiện và công sức cũng như làm tăng tính logic của đề tài. Trong

q trình thực hiện, chúng tôi đã thu thập một số tài liệu liên quan đến đề tài.
Ngoài các số liệu thu thập ở các cơ quan, chúng tơi cịn khai khác những thơng tin qua
các kênh thông tin, đặc biệt là internet, sách báo.
5.2. Phương pháp tổng hợp xử lý, phân tích số liệu
Với các số liệu thu thập được cần phải tổng hợp, xử lý và phân tích để nghiên cứu đề
tài. Xử lý và phân tích số liệu hay dữ liệu là một trong các bước cơ bản của một nghiên
cứu. Bản thân số liệu chỉ là các số liệu thô, qua xử lý, phân tích trở thành thơng tin và sau
đó trở thành tri thức, kết quả.
5.3. Phương pháp viễn thám và GIS
Đây là phương pháp quan trọng và không thể thiếu của công tác nghiên cứu địa lý.
Bản đồ sẽ được sử dụng trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Bản đồ khơng chỉ có tác
dụng cụ thể hóa các vấn đề nghiên cứu mà cịn có tác dụng thúc đẩy cho công tác nghiên
cứu địa lý tiến triển tốt hơn.
Từ các số liệu và bản đồ thu thập được trong quá trình nghiên cứu. Với sự hỗ trợ của
viễn thám (ENVI) và phần mềm GIS (ArcGIS) để xử lý và thiết lập các bản đồ thành
phần. Từ đó thành lập bản đồ tác động của dân số đến sự biến động sử dụng đất theo đầu
người tại thành phố Đà Nẵng. Đây là phương pháp chủ đạo trong nghiên cứu của đề tài.
5.4. Phương pháp khảo sát thực địa
Khảo sát thực địa là phương pháp tốt nhất để kiểm chứng độ chính xác của các tài liệu,
số liệu thu thập được. Đồng thời phương pháp này giúp thu thập các thông tin bổ sung
cần thiết cho đề tài mà phương pháp thu thập chưa đạt yêu cầu.
3


Trong q trình thực hiện đề tài chúng tơi đã đi khảo sát về sử dụng đất tại thành phố
Đà Nẵng và những vấn đề khác có liên quan.
6. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Việc nghiên cứu biến động sử dụng đất theo đầu người bằng GIS và viễn thám đã có
một số tác giả thực hiện, có thể kể đến một số đề tài như:
Trong nghiên cứu “Sự thay đổi lớp thực phủ khu vực đô thị thông qua sự phát triển của

các lớp phủ không thấm nước tại Thành phố Hồ Chí Minh” (Urban land cover change
through development of imperviousness in Ho Chi Minh city, Vietnam), của hai tác giả
Trần Thị Vân và Hà Dương Xuân Bảo đã sử dụng các loại ảnh: Hai ảnh Landsat TM có độ
phân giải không gian 30m x 30m thu nhận 16/1/1989 và ảnh Landsat ETM+ thu ngày
5/1/2002, ảnh Aster độ phân giải không gian 15m x 15 m được thu nhận 25/12/2006.
Nghiên cứu đã khẳng định sự phát triển nhanh chóng của đơ thị từ 1989 đến 2006.
Đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và sự biến động đất theo đầu nguời thành phố Hà Nội
với sự trợ giúp của công nghệ viễn thám và GIS” của các tác giả Bùi Thu Phương,
Trương Quang Hải, Nhữ Thị Xuân, Hà Phương Lê Ðại học Tài nguyên và Môi truờng Hà
Nội, Khoa Ðịa lý, truờng Ðại học Khoa học Tự nhiên, ÐHQG Hà Nội. Các tác giả sử
dụng ảnh vệ tinh Spot 5 và phần mềm ArcGIS xây dựng bản đồ hiện trạng, biến động sử
dụng đất theo đầu người và biến động dân số thành phố Hà Nội làm cơ sở giúp người
quản lý và hoạch định chính sách có cơ sở đưa ra giải pháp hợp lý trong sự phát triển nhà
ở nói riêng và phát triển kinh tế nói chung cho Hà Nội.
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
7.1. Ý nghĩa khoa học
Tạo cơ sở khoa học về việc ứng dụng viễn thám kết hợp với GIS trong nghiên cứu
biến động sử dụng đất theo đầu người.
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần khẳng định việc nghiên cứu biến động sử
dụng đất theo đầu người bằng viễn thám và GIS là rất hiệu quả và cần thiết trong giai
đoạn hiên nay.
7.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tư liệu tham khảo quan trọng, góp phần cung
cấp các thơng tin về tình hình biến động sử dụng đất theo đầu người.
Việc thành lập bản đồ biến động sử dụng đất theo đầu người về mặt không gian trước
hết sẽ thuận lợi cho cơng tác quy hoạch, tiếp đó hỗ trợ cho việc đưa ra định hướng phát
triển thành phố trên các lĩnh vực kinh tế - xã hội và các chính sách bảo vệ môi trường.

4

B. PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ DÂN SỐ VÀ SỰ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
1.1.1. Những vấn đề về dân số
1.1.1.1. Quy mô dân số
Quy mô dân số là tổng số dân sinh sống trên một lãnh thổ tại thời điểm nhất định.
Quy mô dân số là chỉ tiêu định lượng quan trọng trong nghiên cứu dân số. Những
thông tin về quy mơ dân số có ý nghĩa quan trọng và cần thiết trong tính tốn, phân tích,
so sánh với các chỉ tiêu kinh tế - xã hội và là căn cứ để hoạch định chiến lược phát triển.
Quy mô dân số là đại lượng không thể thiếu được trong việc xác định mức sinh mức chết
và di dân.
Dân số trung bình năm được tính theo cơng thức:

Trong đó, P: dân số trung bình năm
P0: dân số đầu năm
P1: dân số cuối năm
1.1.1.2. Cơ cấu dân số
a. Cơ cấu sinh học
Cơ cấu sinh học phản ánh thành phần, thể trạng về mặt sinh học của dân cư ở một lãnh
thổ nào đó. Kết cấu sinh học bao gồm kết cấu theo độ tuổi và giới tính.
- Cơ cấu dân số theo giới là sự phân chia tổng số dân ra thành các nhóm dựa vào tiêu
chí giới tính.

Trong đó, SR: tỷ số giới tính
Pm: dân số nam
Pf: dân số nữ
- Cơ cấu dân số theo tuổi là tập hợp các nhóm người được sắp xếp theo những lứa tuổi
nhất định. Thơng qua tương quan của số dân ở các nhóm tuổi, người ta có thể đánh giá,
so sánh các nhóm trong mối quan hệ qua lại với các đặc trưng dân số, xã hội và kinh tế

của dân cư. Trong Dân số học, cơ cấu theo độ tuổi được chú ý nhiều bởi vì nó thể hiện
5


tổng hợp tình hình, chết, khả năng phát triển dân số và nguồn lao động của lãnh thổ. Cơ
cấu dân số theo độ tuổi thường được nghiên cứu kết hợp với cơ cấu dân số theo giới, gọi
chung là cơ cấu dân số theo tuổi và giới.
b. Cơ cấu xã hội
Cơ cấu xã hội là việc phân chia dân số theo các tiêu chuẩn khác nhau như lao động,
trình độ văn hóa.
- Cơ cấu dân số theo lao động có liên quan đến nguồn lao động và dân số hoạt động
theo khu vực kinh tế.
- Cơ cấu dân số theo trình độ văn hóa phản ánh trình đ ộ dân trí, học vấn của dân cư
một quốc gia, một vùng hay tồn thế giới.
1.1.1.3. Các q trình dân số
a. Tỷ suất sinh
- Tỷ suất sinh thô là tương quan giữa số trẻ em sinh ra trong năm còn s ống so với dân
số trung bình ở cùng thời điểm, đơn vị tính bằng phần nghìn (0/00)

Trong đó, CBR: tỷ suất sinh thơ
B: số trẻ em sinh ra cịn sống trong năm
P: dân số trùng bình trong năm
Đây chỉ là chỉ tiêu "thô" về mức sinh bởi lẽ mẫu số bao gồm toàn bộ dân số, cả những
thành phần dân số khơng tham gia vào q trình sinh sản như: đàn ông, trẻ em, người già
hay phụ nữ vô sinh.
- Tỷ suất sinh chung là tương quan giữa số trẻ em sinh ra trong năm còn s ống so với số
phụ nữ trung bình ở lứa tuổi sinh đẻ trong cùng thời diểm, đơn vị tính bằng phần nghìn
(0/00)

Trong đó, GFR: tỷ suất sinh chung

B: số trẻ em sinh ra còn sống trong năm
W1549 : số phụ nữ trung bình ở lứa tuổi sinh đẻ
(từ 15 đến 49 tuổi)
Tỷ suất sinh chung đã một phần nào loại bỏ được ảnh hưởng của cấu trúc tuổi và giới nó khơng so với 1000 dân nói chung mà chỉ so với 1000 phụ nữ trong độ tuổi có khả
năng sinh sản. Tuy nhiên cách tính này vẫn chịu ảnh hưởng của sự phân bố mức sinh
6


trong thời kỳ sinh sản của phụ nữ, tình trạng hôn nhân.
- Tỷ suất sinh đặc trưng theo tuổi là tương quan giữa số trẻ em do các bà mẹ ở từng độ
tuổi sinh ra trong năm còn sống so với số bà mẹ trung bình ở cùng độ tuổi trong cùng thời
điểm, đơn vị tính là phần nghìn (0/00)

Trong đó, ASFRx: tỷ suất sinh đặc trưng của phụ nữ ở độ tuổi x
Bx: số trẻ em do bà mẹ ở độ tuổi x sinh ra còn sống trong năm
Wx: số phụ nữ trung bình ở độ tuổi x
Để xác định được ASFRx cần có hệ thống số liệu chi tiết, hơn nữa mặc dù mức sinh ở
các độ tuổi khác nhau là khác nhau, nhưng đối với các độ tuổi gần nhau, mức sinh không
khác nhau nhiều. Do vậy, trong thực tế người ta thường xác định tỷ suất sinh đặc trưng
cho từng nhóm tuổi. Thường tồn bộ phụ nữ trong độ tuổi sinh đẻ được chia thành 7
nhóm mỗi nhóm 5 tuổi.
b. Tỷ suất chết
- Tỷ suất chết thô là tương quan giữa số người chết trong năm so với dân số trung bình
ở cùng thời điểm, đơn vị tính bằng phần nghìn (0/00)

Trong đó, CDR: tỷ suất chết thô
D: số người chết trong năm
P: dân số trung bình trong năm
Tỷ suất chết thơ chưa phản ánh đầy đủ và chính xác mức độ chết của dân cư vì nó cịn
phụ thuộc cơ cấu dân số, đặc biệt là cơ cấu tuổi. Song nó vẫn là chỉ tiêu quan trọng vì

đơn giản, dễ tính tốn, dễ so sánh.
- Tỷ suất chết đặc trưng theo tuổi biểu thị số người chết trong năm ở một độ tuổi nào
đó so với 1000 nghìn người trung bình ở độ tuổi đó trong năm tại một nơi nào đó, đơn vị
tính bằng phần nghìn (0/00)

Trong đó, ASDRx: Tỷ suất chết đặc trưng ở tuổi x
DX: Số người chết trong năm ở độ tuổi x
PX: Dân số trung bình trong năm ở độ tuổi x
Tỷ suất chết đặc trưng theo tuổi phản ánh mức độ chết ở từng độ tuổi, so sánh giữa các
vùng, các thời kỳ mà không chịu ảnh hưởng của cấu trúc tuổi.
7


- Tỷ suất chết trẻ em dưới 1 tuổi là tương quan giữa số trẻ em dưới 1 tuổi bị chết trong
năm so với số trẻ em sinh ra còn sống ở cùng thời điểm, đơn vị tính là phần nghìn (0/00)

Trong đó, MR: Tỷ suất chết của trẻ em dưới 1 tuổi.
D0: Số trẻ em chết dưới 1 tuổi trong năm.
B: Số trẻ em sinh sống trong cùng năm.
Đây là chỉ tiêu đặc biệt quan trọng trong phân tích về chết của dân số, bởi vì nó là chỉ
tiêu rất nhạy cảm nhất đánh giá mức độ ảnh hưởng của y tế, bảo vệ sức khoẻ trong dân
cư. Mức độ này có ảnh hưởng to lớn tới mức độ chết chung, đến tuổi thọ bình qn và có
tác động qua lại với mức sinh.
c. Di dân
Biến động dân số nói chung được chia thành hai bộ phận chủ yếu tương đối riêng biệt:
biến động tự nhiên và biến động cơ học. Biến động tự nhiên mô tả sự thay đổi dân số gắn
liền với sự ra đời, tồn tại và mất đi của con người theo thời gian. Quá trình này trong dân
số học chủ yếu thơng qua các hiện tượng sinh và chết. Khác với biến động tự nhiên, biến
động cơ học biểu thị sự thay đổi dân số về mặt không gian, lãnh thổ. Trong cuộc sống
con người di dời bởi nhiều nguyên nhân, với nhiều mục đích khác nhau, với khoảng cách

xa gần khác nhau và vào những thời điểm khác nhau. Quá trình này chịu tác động bởi
nhiều những nhân tố kinh tế, chính trị, xã hội do vậy nó mang bản chất kinh tế, chính trị,
xã hội sâu sắc. Đây chính là đặc điểm mấu chốt phân biệt hai bộ phận biến đông dân số
nêu trên.
Theo định nghĩa của Liên hợp quốc, gia tăng cơ học là sự di chuyển của dân cư từ một
đơn vị lãnh thổ này đến một đơn vị lãnh thổ khác nhằm tạo nên một nơi cư trú mới trong
một khoảng thời gian nhất định.
- Tỷ suất nhập cư là tương quan giữa số người nhập cư đến một vùng lãnh thổ trong
năm so với dân số trung bình ở cùng thời điểm, đơn vị tính bằng phần trăm ( )

Trong đó, IR: tỷ suất nhập cư
I: số người nhập cư đến vùng trong năm
P: dân số tring bình của vùng trong năm
- Tỷ suất xuất cư là tương quan giữa số người xuất cư ra khỏi một vùng lãnh thổ trong
năm so với dân số trung bình ở cùng thời điểm, đơn vị tính bằng phần trăm ( )
8


Trong đó, OR: tỷ suất xuất cư
O: số người xuất cư khỏi vùng trong năm
P: dân số trung bình của vùng trong năm
- Tỷ suất gia tăng cơ học (tỷ suất chuyển cư thực) được xác định bằng hiệu số giữa tỷ
suất nhập cư và tỷ suất xuất cư
Trong đó, NMR: tỷ suất chuyển cư thực
IR: tỷ suất nhập cư
OR: tỷ suất xuất cư
Sự xuất cư của một bộ phận dân số từ một vùng nào đó làm cho quy mơ dân số của nó
giảm đi, và ngược lại, số người nhập cư nhiều sẽ làm cho quy mô dân số tăng lên. Mặt
khác số lượng di dân thuần tuý có thể khơng lớn, song nếu số xuất và nhập cư lớn, chắc
chắn chất lượng của dân số có nhiều thay đổi, sự hiện diện của những người mới đến sinh

sống mang theo những đặc điểm khác những người đã di dời đi nơi khác sinh sống.
Các cơ cấu tuổi và giới tính của dân số cũng chịu ảnh hưởng nhiều của di dân. Tỷ lệ
giới tính giữa các độ tuổi khác nhau trong dân số có nhiều trường hợp có những chênh
lệch đáng kể do cường độ và tính chất chọn lọc của di dân.
Có thể khẳng định rằng, sự biến động quy mô dân số của bất kỳ quốc gia nào cũng
chịu ảnh hưởng của ba yếu tố trên. Nhưng tuỳ thuộc vào các điều kiện kinh tế, xã hội mà
sự tác động của các yếu tố đối với mỗi vùng, mỗi quốc gia khác nhau là khác nhau.
1.1.2. Khái quát về hiện trạng và biến động sử dụng đất
1.1.2.1. Các khái niệm về sử dụng đất
Clawson và Stewart (1965) định nghĩa: “Sử dụng đất phản ánh những hoạt động của
con người trên đất, những hoạt động liên quan trực tiếp đến đất đó”.
Trong định nghĩa của Young: “Sử dụng đất là quản lý đất nhằm thoả mãn nhu cầu của
con người”
Như vậy, sử dụng đất mô tả các hoạt động sử dụng của con người trên mảnh đất đó. Sử
dụng đất nhấn mạnh hơn về chủ thể xã hội, đó là kết quả của các hoạt động mà con người
thu nhận được bằng những đo đạc sinh học, công nghệ để quản lý và điều chỉnh thường
xuyên hay định kỳ phù hợp với mục đích kinh tế và xã hội đã định.
1.1.2.2. Các hệ thống phân loại sử dụng đất hiện nay
Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam tồn tại nhiều hệ thống phân loại sử dụng đất, tùy
9


theo cơng nghệ thành lập bản đồ, trình độ phát triển, vị trí địa lí và diện tích của từng
quốc gia.
Tổ chức UN-ECE của FAO đã đưa ra bảng phân loại chuẩn về sử dụng đất với 7 nhóm
và 37 loại đất chính theo mục đích sử dụng, trong đó có đưa ra định nghĩa về từng loại
đất. Bảy nhóm đất chính đó là: Đất nơng nghiệp, đất lâm nghiệp, đất xây dựng và giải trí,
đất ẩm ướt chưa sử dụng, đất khơ chưa sử dụng với các lồi thực vật đặc biệt, đất chưa sử
dụng khơng có thực vật bao phủ và đất mặt nước.
Hiện nay, hệ thống bản đồ hiện trạng sử dụng đất của Việt Nam được chia thành 4 cấp

tương ứng với các dãy tỉ lệ sau:
- Cấp xã, phường, thị trấn: Tỉ lệ từ 1/5000 đến 1/10000.
- Cấp huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh: Từ 1/10000 đến 1/25000
hoặc từ 1/25.000 đến 1/50.000
- Cấp tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương: Từ 1/50000 đến 1/100000
- Cả nước: Từ 1/250000 đến 1/1000000.
Xem xét hệ thống phân loại đất của Việt Nam, ta thấy có các nhóm sử dụng đất chính
sau:
- Đất nơng nghiệp
- Đất phi nông nghiệp
- Đất chưa sử dụng.
1.1.2.3. Biến động sử dụng đất
Biến động sử dụng đất là sự thay đổi tăng hay giảm về diện tích đối tượng nào đó
trong một giai đoạn nhất định.
Nguyên tắc sử dụng ảnh viễn thám để theo dõi biến động.
Các ảnh sử dụng để theo dõi biến động một khu vực, phải ở cùng một hệ tọa độ lưới
chiếu.
Ảnh phải có độ phân giải như nhau.
Ảnh có độ phân giải càng cao thì các đ ối tượng phản xạ càng mạnh, thông tin về các
đối tượng thực phủ càng chi tiết hơn và ngược lại. Vì vậy ảnh có cùng độ phân giải các
đối tượng thực phủ sẽ cho phản xạ gần như nhau. Và khi đó chồng lớp đối tượng trên hai
ảnh cho kết quả biến động chính xác hơn.
Ảnh phải được phân tích giải đốn ở các bước sóng như nhau.
Theo ngun lý viễn thám, thông tin viễn thám thu nhận được dựa vào sự đo lường
năng lượng phản xạ, bức xạ sóng điện từ của vật thể trên những bước sóng xác định. Các
đối tượng sẽ cho những phản xạ khác nhau trên cùng một bước sóng và một đối tượng sẽ
10


cho phản xạ mạnh yếu khác nhau trên các bước sóng khác nhau.

Nếu như giải đốn hai ảnh ở những bước sóng khác nhau kết quả phân loại có độ
chính xác là khơng như nhau và khi đó khơng thể cho kết quả biến động chính xác.
Khu vực nghiên cứu của ảnh phải như nhau.
Hai ảnh phải được chụp trên cùng một khu vực hoặc được cắt theo ranh giới hành
chính của khu vực nghiên cứu.
1.2. ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT
1.2.1. Những vấn đề cơ bản của viễn thám
Công nghệ viễn thám đã đư ợc ra đời từ rất lâu trên thế giới, nhưng ở Việt Nam mới
được ứng dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Viễn thám (remote sensing) được hiểu
là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực, hoặc
một hiện tượng thơng qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện.
Những phương tiện này khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với
hiện tượng được nghiên cứu.
Theo định nghĩa của tổ chức Japan Association of Remote Sensing, viễn thám là một
khoa học và cơng nghệ trong đó các đặc điểm của đối tượng có thể được phát hiện, đo
đạc và phân tích mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp với chúng.
Theo định nghĩa c ủa Nguyễn Ngọc Thạch (2005) thì viễn thám là thăm dò t ừ xa về
một đối tượng hoặc một hiện tượng mà khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc
hiện tượng đó.
Do các tính chất của vật thể (nhà, đất, cây, nước…) có thể được xác định thông qua
năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vật thể nên viễn thám là một công nghệ nhằm xác định
và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về
sự phản xạ và bức xạ.
Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thơng tin chủ yếu
về đặc tính của đối tượng cần phải đo lường và phân tích trong viễn thám.
Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được gọi là bộ
cảm biến (sensors). Bộ cảm biến có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy quét. Phương tiện
mang các sensors được gọi là vật mang (platform). Vật mang có thể là máy bay, khinh
khí cầu, tàu con thoi hoặc vệ tinh…
Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, năng

lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được thu nhận bởi các sensor
đặt trên vật mang. Thông tin về đối tượng có thể nhận biết được thơng qua xử lý tự động
máy tính hoặc giải đốn trực tiếp từ ảnh của đối tượng dựa trên kinh nghiệm của chuyên
gia. Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thông tin dưới dạng ảnh số sẽ được áp dụng trong nhiều
11


lĩnh vực khác nhau như nông lâm nghiệp, địa chất, khí tượng, mơi trường...

Hình 1.1. Ngun lý thu nhận dữ liệu được sử dụng trong viễn thám
Nói một cách ngắn gọn, mỗi đối tượng sẽ có một giá trị phổ phản xạ duy nhất và khác
với các đối tượng khác. Các đặc trưng phổ phản xạ này sẽ được thể hiện bằng cấp độ xám
trên ảnh viễn thám. Viễn thám chính là cơng nghệ phát hiện và tìm hiểu đối tượng thông
qua các đặc trưng phổ phản xạ riêng biệt ấy.
Phương pháp viễn thám chính là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương
tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng.
1.2.2. Ứng dụng viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất
Phương pháp sử dụng ảnh hàng không và ảnh vệ tinh được áp dụng để điều tra thành
lập bản đồ chuyên ngành, trong đó có bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Phạm vi ứng dụng
chủ yếu để thành lập bản đồ ở cấp cao có quy mơ lãnh thổ lớn, có tỷ lệ bản đồ nhỏ như
cấp huyên, cấp tỉnh.
Ưu điểm của phương pháp này là cho phép thể hiện đầy đủ và chi tiết các nội dung của
bản đồ, giảm chi phí và thời gian đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa. Tuy nhiên, việc đầu tư
cơng nghệ ảnh địi hỏi kinh phí khá cao do đó phương pháp này khơng đáp ứng được u
cầu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã.
Ứng dụng ảnh viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất được sử dụng
cho nhiều đề tài: ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ
rừngkhu vực thủy điện Sơn La, Lai Châu; Ứng dụng trong giám sát lớp phủ thực vật rừng
và mặt nước khu vực dự án khai thác Bô xít ở các tỉnh Đắk Nơng, Lâm Đồng; Ứng dụng
gis và viễn thám trong việc thành lập bản đồ hiện trạng thảm thực vật năm 2008 tỷ lệ

1:50000 ở huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh ,…
12


1.3. ỨNG DỤNG GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
THEO ĐẦU NGƯỜI
1.3.1. Những vấn đề cơ bản của GIS
1.3.1.1. Khái niệm
Hệ thống thông tin địa lý (HTTĐL) - Geographical information system (GIS) là một
tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: Phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và con
người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ,
điều khiển, phân tích và hiển thị tồn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu
tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý (Viện nghiên cứu môi
trường Mỹ - 1994).
Công nghệ GIS: Là một loại hệ thông tin kiểu mới (New Information System) được
xây dựng trên nền tảng cơng nghệ máy tính và cơng nghệ bản đồ. Từ các thơng tin vị trí
địa lý của đối tượng (dữ liệu khơng gian) và thơng tin thuộc tính được lưu trữ (dữ liệu
thuộc tính) ta có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và các báo cáo để cung cấp một sự
nhìn nhận có hệ thống và tổng thể, nhằm thu nhận và quản lý thông tin vị trí có hiệu quả.
Khả năng của một hệ GIS tối thiểu giải quyết được 5 vấn đề chính sau:
Vị trí: Quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác
nhau như tên địa danh, mã vị trí hoặc toạ độ.
Điều kiện: Thơng qua phân tích các dữ liệu khơng gian cung cấp thông tin các sự kiện
tồn tại hoặc xảy ra ở một địa điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các
điều kiện đặt ra.
Chiều hướng: Cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thơng qua phân tích các dữ liệu
trong một vùng lãnh thổ nghiên cứu theo thời gian.
Kiểu mẫu: Cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt
chúng đã có từ các nguồn khác.
Mơ hình hố: Cung cấp và xác định những gì xảy ra nếu có sự thay đổi dữ liệu hay nói

cách khác xác định xu thế phát triển của các đối tượng. Ngồi thơng tin địa lý, hệ thống
cần phải có thêm thơng tin về các quy luật hoặc nguồn thông tin thống kê.
1.3.1.2. Các thành phần và chức năng của GIS
Một hệ thống thơng tin địa lý bao gồm 5 hợp phần chính đó là: Phần cứng, phần mềm,
dữ liệu, con người và phương pháp. Việc lựa chọn và trang bị phần cứng và phần mềm
thường là những bước dễ dàng nhất và nhanh nhất trong quá trình phát triển một hệ GIS.
Việc thu thập và tổ chức dữ liệu, phát triển nhân sự và thiết lập các quy định cho vấn đề
sử dụng GIS thường khó khăn hơn và tốn nhiều thời gian hơn. Hệ thống thơng tin địa lý
(GIS) có các chức năng chủ yếu là: Nhập dữ liệu; Quản lý dữ liệu; Phân tích và truy vấn
13


dữ liệu; Xuất dữ liệu.

Hình 1.2. Các thành phần của hệ thống thơng tin địa lý

Hình 1.3. Các chức năng của hệ thống thơng tin địa lý
1.3.1.3. Mơ hình Vector và Raster
Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng khác nhau của thơng tin địa lý đó là
vector và raster. Trong kiểu vector, thông tin là các điểm (point), đường (line), và vùng
(polygon) được mã hoá và lưu theo toạ độ x, y. Một vị trí có đặc tính điểm, như hố khoan
được miêu tả bởi toạ độ x, y. Các yếu tố có đặc tính đường, giống như các đường giao
14


thông hoặc các sông được lưu bởi một tập hợp toạ độ các điểm. Các yếu tố có đặc tính
vùng, như khu vực bán hàng và lưu vực sơng, có thể được lưu bởi toạ độ của một đường
bao đóng kín. Kiểu vector vơ cùng hữu dụng để miêu tả các thuộc tính riêng rẽ, nhưng
khơng hữu dụng đối với các thuộc tính biến thiên liên tục giống như loại đất hoặc mô tả
vùng ảnh hưởng của các bệnh viện. Kiểu raster dành cho mơ tả các đối tượng có thuộc

tính biến thiên liên tục. Raster image bao gồm hệ thống mạng lưới các ô nhỏ như ảnh
quét hoặc tranh vẽ. Cả hai kiểu vector và raster được dùng để lưu các thơng tin địa lý đều
có những mặt mạnh và mặt yếu.
Mơ hình dữ liệu vector hình thành trên cơ sở các vector với thành phần cơ bản là điểm.
Các đối tượng khác được tạo ra bằng cách nối các điểm bởi các đường thẳng hoặc các
cung. Vùng bao gồm một tập các đường thẳng. Thuật ngữ đa giác đồng nghĩa v ới vùng
trong cơ sở dữ liệu vector vì đa giác tạo bởi các đường thẳng nối với các điểm. Như vậy,
mơ hình dữ liệu vector sử dụng các đoạn thẳng hay điểm rời rạc để nhận biết các vị trí
của thế giới thực.
Mơ hình dữ liệu Raster không gian được chia thành các ô lưới đều, thường được gọi là
các điểm ảnh (pixel). Mỗi ô gồm một giá trị đơn và vị trí của nó. Độ phân giải của Raster
phụ thuộc vào kích thước điểm ảnh của nó. Kích thước điểm ảnh càng nhỏ, độ phân giải
càng cao.
1.3.1.4. Các đặc điểm của GIS
a. Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying)
Việc chồng lắp các bản đồ trong kỹ thuật GIS là một khả năng ưu việt của GIS trong
việc phân tích các số liệu thuộc về khơng gian, để có thể xây dựng thành một bản đồ mới
mang các đặc tính hồn tồn khác với bản đồ trước đây. Dựa vào kỹ thuật chồng lắp các
bản đồ mà ta có các phương pháp sau:
Phương pháp cộng (sum)
Phương pháp nhân (multiply)
Phương pháp trừ (substract)
Phương pháp chia (divide)
Phương pháp tính trung bình (average)
Phương pháp hàm số mũ (exponent)
Phương pháp che (cover)
Phương pháp tổ hợp (crosstabulation)
b. Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong vi ệc phân tích
các thuộc tính số liệu thuộc về khơng gian là khả năng của nó để phân loại các thuộc tính

15


nổi bật của bản đồ. Nó là một q trình nhằm chỉ ra một nhóm thuộc tính thuộc về một
cấp nhóm nào đó. Một lớp bản đồ mới được tạo ra mang giá trị mới, mà nó được tạo
thành dựa vào bản đồ trước đây.
Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẫu khác nhau. Một trong những
điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các mẫu đó. Đó có thể là những
vùng thích nghi cho việc phát triển đơ thị hoặc nông nghiệp mà hầu hết được chuyển
sang phát triển dân cư. Việc phân loại bản đồ có thể được thực hiện trên một hay nhiều
bản đồ.
c. Khả năng phân tích (SPATIAL ANALYSIS)
- Tìm kiếm (Searching)
Nếu dữ liệu được mã hố trong hệ Vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc lớp phủ, thì dữ
liệu được nhóm lại với nhau sao cho có thể tìm kiếm một lớp một cách dễ dàng.
Trong GIS phương pháp này khó khăn khi mỗi một thành phần có nhiều thuộc tính.
Một hệ lớp đơn giản u cầu dữ liệu đối với mỗi lớp phải được phân lớp trước khi đưa
vào.
Ví dụ: Tìm đường đi trên xe taxi, tìm đặc tính của một chủ hộ nào đó trên bản đồ giải
thửa, theo dõi hướng bay của các lồi chim di cư.
- Phép logic: Các thủ tục tìm kiếm dữ liệu sử dụng các thuật toán logic Boole để thao
tác trên các thuộc tính và đặc tính khơng gian. Đại số Boole sử dụng các toán chết AND,
OR, NOT tuỳ từng điều kiện cụ thể cho giá trị đúng, sai.
Các phép tốn logic khơng có tính chất giao hốn, chỉ có mức độ ưu tiên cao hơn. Nó
khơng chỉ được áp dụng cho các thuộc tính mà cho các đặc tính khơng gian.
Ví dụ: Cho 2 bản đồ A & B như dưới với thuật toán AND và điều kiện “Tìm những vị
trí có đất phù sa và đang canh tác lúa” ta tìm kiếm được những đối tượng không gian như
bản đồ C.
- Vùng đệm (Buffer zone)
Nếu đường biên bên trong thì gọi là lõi cịn nếu bên ngồi đường biên thì gọi là đệm

(Buffer). Vùng đệm sử dụng nhiều thao tác phân tích và mơ hình hố khơng gian.
- Nội suy (Spatial Interpolation)
Trong tình huống thơng tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì nội suy hay
ngoại suy phải thực hiện để có nhiều thơng tin hơn. Nghĩa là phải giải đốn giá trị hay tập
giá trị mới, phần này mô tả nội suy hướng điểm, có nghĩa một hay nhiều điểm trong
khơng gian được sử dụng để phát sinh giá trị mới cho vị trí khác nơi khơng đo dữ liệu
được trực tiếp.
- Tính diện tích (Area Calculation)
16


+ Phương pháp thủ công:
Đếm ô
Cân trọng lượng
Đo thước tỷ lệ
+ Phương pháp GIS:
Dữ liệu Vector: Chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác
Dữ liệu Raster: Tính diện tích của 1 ơ, sau đó nhân diện tích này với số lượng ô
của bản đồ
1.3.2. Ứng dụng GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất theo đầu người
Đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và sự biến động đất theo đầu nguời thành phố Hà Nội
với sự trợ giúp của công nghệ viễn thám và GIS” của các tác giả Bùi Thu Phương,
Trương Quang Hải, Nhữ Thị Xuân, Hà Phương Lê Ðại học Tài nguyên và Môi truờng Hà
Nội, Khoa Ðịa lý, truờng Ðại học Khoa học Tự nhiên, ÐHQG Hà Nội. Các tác giả sử
dụng ảnh vệ tinh Spot 5 và phần mềm ArcGIS xây dựng bản đồ hiện trạng, biến động sử
dụng đất theo đầu người và biến động dân số thành phố Hà Nội làm cơ sở giúp người
quản lý và hoạch định chính sách có cơ sở đưa ra giải pháp hợp lý trong sự phát triển nhà
ở nói riêng và phát triển kinh tế nói chung cho Hà Nội. Đề tài “Ứng dụng Viễn thám và
GIS nghiên cứu đơ thị hóa thành phố Đà Nẵng và mối quan hệ của đơ thị hóa trong xây
dựng thành phố có khả năng ứng phó với Biến đổi khí hậu” của Đoàn Thị The và nnk

(2015), kỷ yếu hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc năm 2015.
1.4. TỔNG QUAN VỀ LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
THEO ĐẦU NGƯỜI
Cho đến thời điểm hiện nay, ảnh vệ tinh có nhiều loại và đã có nhi ều thế hệ. Song
được sử dụng phổ biến hơn cả vẫn là các ảnh vệ tinh tài nguyên chụp ở dải phổ nhìn thấy
và cận hồng ngoại; Như hệ thống ảnh Landsat của Mỹ, ảnh SPOT của Pháp, ảnh KFA 1000, MK - 4 và KATE - 200 của Nga... Các loại ảnh này có thể được dùng trong các
lĩnh v ực nghiên cứu khác nhau. Trong đó ảnh vệ tinh Landsat với những đặc trưng về, độ
phân giải không gian, độ phân giải thời gian và số lượng kênh phổ đã được sử dụng để
giám sát tài nguyên, thành lập các bản đồ hiện trạng và đặc biệt dùng để thành lập các
bản đồ biến động rừng, biến động bờ biển, biến động lớp phủ. Sau đây là một số nghiên
cứu ứng dụng ảnh Landsat trong việc theo dõi biến động trong và trên thế giới.
1.4.1. Trên thế giới
Nhóm tác giả, M.E. Bauer, F. Yuan, K.E. Sawaya đã sử dụng ảnh Landsat TM và
ETM+ ở các năm 1986, 1991 và 1998 nghiên cứu sự thay đổi của thực phủ ở vùng
Minnesota. khu vực nghiên cứu là một vùng rộng 7700 km2, bao gồm nhiều loại thực phủ
17


đa dạng với hơn 900 hồ và bị đan xen bởi các con sông Mississippi, Minnesota và St.
Croix, các khu đô thị mật độ cao và thấp, một vài khu ngoại thành bao gồm đất nông
nghiệp, đồng cỏ, đất ướt, rừng… Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã cho thấy sự biến
đổi của các đối tượng thực phủ và thành lập bản đồ biến động cho 8 loại thực phủ. Đề tài
còn so sánh với kết quả của “The Natural Resources Inventory” và nhận định rằng hai
cách giám sát đều có kết quả tương tự nhau, phương pháp giám sát bằng ảnh Landsat
nhanh chóng và rõ ràng hơn. Tác giả đã khẳng định khả năng của ảnh Viễn thám trong
việc cung cấp các thông tin về sự thay đổi của lớp thực phủ hoặc sự thay đổi hiện trạng
sử dụng đất.
Ademola K. Braimoh (Center for Development Research, University of Bonn, Bonn,
Germany) và Paul L.G. Vlek đã s ử dụng ảnh Landsat TM thu nhận vào các năm 1984,
1992 và 1999 để thành lập bản đồ thực phủ khu vực đô thị ở Ghana. Ảnh vệ tinh đa thời

gian đã đ ược sử dụng để nghiên cứu sự đô thị hóa của khu vực này. Nhóm nghiên cứu đã
quan sát được, năm 1984, đất trồng trọt chiếm hơn 57%, nhưng chỉ còn khoảng 51% vào
năm 1992, là kết quả của việc chuyển đổi sang đất xây dựng. Tuy nhiên, đất trồng trọt lại
tăng lên 58% trong năm 1999. Sự gia tăng này là kết quả của việc mở rộng sản xuất nông
nghiệp trong khu đô thị nhằm cung cấp lương thực cần thiết cho người dân khu vực này.
Đất xây dựng tăng từ 16% năm 1994 đến 35% năm 1999. Các tác giả đã khẳng định, các
phân tích, nghiên cứu về đơ thị hóa là một vấn đề đáng quan tâm. Khi phát triển kinh tế
thị trường, kèm theo sự đơ thị hóa, gia tăng nhanh chóng việc xây dựng trong khu đô thị
là việc đáng báo động. Cơ sở hạ tầng không đủ cho sự gia tăng dân số, đô thị mất dần
màu xanh, suy giảm đất nông nghiệp. Vì vậy, phát triển khả năng trong việc sử dụng viễn
thám và hệ thống thông tin địa lý để giám sát sự đơ thị hóa và hoạch định các chiến lược
là điều cần thiết.
“Évolution de l'espace urbain de Yaoundé, au Cameroun, entre 1973 et 1988 par
télédétection”(Đánh giá không gian đô thị tại Yaounde, Cameroun, từ 1973 đến 1988
bằng kỹ thuật viễn thám) - (Remy Sietchiping - School of Anthropology Geography and
Environmental Studies University of Melbourne Victoria 3010, Australie). Trong nghiên
cứu này, các tác giả khẳng định ảnh viễn thám đa thời gian có thể được sử dụng để giám
sát sự phát triển của đơ thị một cách nhanh chóng, chính xác và ít tốn kém. Ảnh Landsat
MSS và TM năm 1976 và 1987 được sử dụng qua nghiên cứu, khu vực đô thị vùng
Yaoundé tăng 8,1%, phù hợp với mức độ tăng trưởng kinh tế ở khu vực này. Trong
nghiên cứu này, tác giả chỉ nhằm đánh giá mức độ bành trướng của đô thị, nên chỉ phân
loại bốn lớp thực phủ như khu vực mật độ đô thị tập trung cao, khu vực mật độ đô thị
thấp, khu vực phủ thực vật, các loại đất khác.
Trung Quốc người ta thành lập bản đồ sử dụng đất qua các thời kỳ với việc sử dụng
18