Ứng dụng viễn thám và gis trong thành lập bản đồ biến động giai đoạn 2010 – 2014 và dự báo biến động sử dụng đất đến năm 2019 trên địa bàn huyện đô lương – tỉnh nghệ an

333

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐỊA LÝ - QLTN
===  ===

NGUYỄN VĂN ANH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP
BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG GIAI ĐOẠN 2010 – 2014 VÀ DỰ BÁO
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2019 TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN ĐÔ LƯƠNG - TỈNH NGHỆ AN

NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Vinh, tháng 5 năm 2015
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐỊA LÝ - QLTN
===  ===

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP
BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG GIAI ĐOẠN 2010 – 2014 VÀ DỰ BÁO
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2019 TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN ĐÔ LƯƠNG - TỈNH NGHỆ AN

NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN :

TS. Lương Thị Thành Vinh

SINH VIÊN THỰC HIỆN

:

Nguyễn Văn Anh

MSSV

:

1153071136

LỚP

: 52K1 – QLTN&MT

Vinh, tháng 5 năm 2015
2


LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà không gắn liền với những sự hỗ
trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt
thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường trường Đại học Vinh đến nay, em đã
nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ dạy bảo tận tình của q Thầy Cơ, gia

đình và bạn bè.
Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến
quý thầy, cô hiện đang công tác và giảng dạy tại Khoa Địa Lý – Quản Lý Tài
Nguyên, trường Đại Học Vinh đã tận tâm dạy bảo và truyền đạt những kiến thức
quý báu cho em trong suốt quá trình học tập 4 năm qua.
Và em xin chân thành cảm ơn giảng viên TS.Lương Thị Thành Vinh – người
đã hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và
thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo UBND huyện Đô Lương, Lãnh đạo
phịng Tài ngun và Mơi trường và các phịng ban ngành có liên quan đã tạo điều
kiện thuận lợi, cung cấp những tài liệu, số liệu xác thực để em hồn thành đề tài.
Bên cạnh đó, em muốn chuyển lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè
đã luôn động viên và giúp đỡ em trong thời gian vừa qua.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

3


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu ............................................................1
3. Quan điểm nghiên cứu ............................................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................................4
5. Cấu trúc đề tài .........................................................................................................6
NỘI DUNG ................................................................................................................7
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ỨNG DỤNG
VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ
DỤNG ĐẤT................................................................................................................7

1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................................7
1.1.1. Tổng quan về viễn thám ....................................................................................7
1.1.2. Tổng quan về GIS .............................................................................................8
1.1.3. Chuỗi Markov .................................................................................................11
1.1.4. Tổng quan về biến động sử dụng đất ..............................................................13
1.2. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................................31
1.2.1. Tổng quan tình hình ứng dụng viễn thám và GIS trên thế giới ......................31
1.2.2. Tổng quan tình hình ứng dụng viễn thám và GIS ở Việt Nam .......................31
CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ HUYỆN ĐÔ LƯƠNG - TỈNH NGHỆ AN......34
2.1. Khái quát huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An ......................................................34
2.1.1. Vị trí địa lý - điều kiện tự nhiên .....................................................................34
2.1.2. Đặc điểm dân cư và kinh tế - xã hội................................................................40
2.2. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường ....................47
2.2.1. Những lợi thế...................................................................................................47
2.2.2. Khó khăn .........................................................................................................48
2.3. Hiện trạng sử dụng đất trên địa bàn huyện Đô Lương. .........................................48
2.3.1. Đất nông nghiệp ..............................................................................................49
2.3.2. Đất phi nông nghiệp ........................................................................................49
2.3.3. Đất chưa sử dụng.............................................................................................51
2.3.4. Đất đô thị ........................................................................................................51
4


2.3.5. Đất khu dân cư nông thôn ..............................................................................51
Chương 3:ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN
ĐỒ BIẾN ĐỘNG GIAI ĐOẠN 2010 – 2014 VÀ CHUỖI MARKOV TRONG
DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2019 TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN ĐÔ LƯƠNG - TỈNH NGHỆ AN ............................................................52
3.1. Tiến hành quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất ............................52
3.1.1. Dữ liệu ảnh phục vụ cho quá trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất

huyện Lương - tỉnh Nghệ An ....................................................................................52
3.1.2. Thực nghiệm và kết quả nghiên cứu ...............................................................53
3.1.3. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Đô Lương............................60
3.1.4. Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất huyện Đô Lương giai đoạn
2010 - 2014 ..............................................................................................................65
3.1.5. Phân tích, đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2014.................68
3.1.6. Dự báo biến động sử dụng đất đến năm 2019.................................................72
3.1.7. Đề xuất một số giải pháp sử dụng đất bền vững .............................................73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................76
1. Kết luận .................................................................................................................76
2. Kiến nghị ...............................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................78

5


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GIS:

Hệ thống thông tin địa lý

UBND:

Ủy ban nhân dân

QL:

Quốc lộ

QĐ-CP:

Quyết định chính phủ

CN-TTCN:

Cơng nghiệp, tiểu thủ cơng nghiệp

TTCN:

Tiểu thủ cơng nghiệp

NĐ-CP:

Nghị định chính phủ

KT-XH:

Kinh tế xã hội

DHQG HN:

Đại học quốc gia Hà Nội

DHNN HN:

Đại học nông nghiệp Hà Nội

1

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1. Thông tin dữ liệu ảnh sử dụng trong đề tài ...............................................52
Bảng 3.2. Diện tích các loại đất trên ảnh sau phân loại năm 2010 ...........................61
Bảng 3.3. Diện tích các loại đất trên ảnh sau phân loại năm 2014 ...........................61
Bảng 3.4. So sánh dữ liệu ảnh phân loại với dữ liệu kiểm kê đất đai (đơn vị: ha)......64
Bảng 3.5. Mã loại hình sử dụng đất năm 2010 và năm 2014....................................65
Bảng 3.6. Thống kê diện tích theo loại hình sử dụng đất tại các thời điểm năm 2010
và 2014 theo hiện trạng sử dụng đất .........................................................................68
Bảng 3.7. Thống kê diện tích các loại hình theo mã .................................................69
Bảng 3.8. Ma trận biến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2010 2014 sau khi chồng lớp .............................................................................................70
Bảng 3.9. Ma trận biến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2010 2014 sau hiệu chỉnh ...................................................................................................70
Bảng 3.10. Ma trận về xác suất của sự thay đổi xác định từ việc chồng ghép bản đồ
hiện trạng sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2014 ..........................................................72
Bảng 3.11. So sánh kết quả dự báo đến năm 2019 và quy hoạch sử dụng đất của
huyện Đô Lương năm 2020 ......................................................................................73

2


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Quy trình thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau
phân loại....................................................................................................................17
Hình 1.2. Quy trình thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại ảnh
đa thời gian ...............................................................................................................18
Hình 1.3. Quy trình thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp mạng nhị phân ......20
Hình 1.4. Quy trình thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp cộng màu trên
một kênh ảnh .............................................................................................................22

Hình 1.5.Quy trình thành lập bản đồ biến động lớp đất phủ.....................................25
Hình 2.1. Vị trí huyện Đơ Lương trên bản đồ tỉnh Nghệ An ....................................34
Hình 3.1. Khu vực nghiên cứu trên ảnh vệ tinh Landsat chụp huyện Đô Lương .....52
Hình 3.2. Khu vực nghiên cứu trên ảnh vệ tinh Landsat chụp huyện Đơ Lương .....53
Hình 3.3. Toạ độ các cặp điểm nắn ảnh Landsat năm 2010 và sai số nắn ảnh ...........54
Hình 3.4. Sai số trong nắn ảnh landsat năm 2010 theo vector giao thơng .................54
Hình 3.5. Ảnh vệ tinh Landsat LT khu vực Đô Lương năm 2010 (7-4-2) .................55
Hình 3.6. Ảnh vệ tinh Landsat LC khu vực Đơ Lương năm 2014 (7-5-4) .................55
Hình 3.7. Mẫu khố giải đốn ...................................................................................57
Hình 3.8. mẫu phân loại năm 2010 ............................................................................58
Hình 3.9. mẫu phân loại năm 2014 ...........................................................................58
Hình 3.10. ảnh phân loại năm 2010 ..........................................................................59
Hình 3.11. ảnh phân loại năm 2014 ..........................................................................59
Hình 3.12. Độ phân tách giữa các lớp năm 2010 ......................................................59
Hình 3.13. Độ phân tách giữa các lớp năm 2014 ......................................................60
Hình 3.14. Ma trận sai số phân loại ảnh Landsat năm 2010 .....................................60
Hình 3.15. Ma trận sai số phân loại ảnh Landsat năm 2014 .....................................60

3


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên quý giá của mỗi quốc gia và nó cũng là
yếu tố mang tính quyết định sự tồn tại và phát triển của con người và các sinh vật
khác trên trái đất. C.Mác viết: “Đất đai là tài sản mãi mãi với loài người, là điều
kiện để sinh tồn, là điều kiện không thể thiếu được để sản xuất, là tư liệu sản xuất
cơ bản trong nông, lâm nghiệp”. Bởi vậy, nếu khơng có đất đai thì khơng có bất kỳ
một ngành sản xuất nào, con người không thể tiến hành sản xuất ra của cải vật chất
để duy trì cuộc sống và duy trì nịi giống đến ngày nay. Trải qua một quá trình lịch

sử lâu dài con người chiếm hữu đất đai biến đất đai từ một sản vật tự nhiên thành
một tài sản của cộng đồng, của mỗi quốc gia. Cho đến ngày nay cùng với sự phát
triển kinh tế - xã hội và q trình đơ thị hố, thực trạng biến động nhu cầu sử dụng
sử dụng đất ở trên thế gới nói chung và Việt Nam nói riêng đang diễn ra ngày càng
nhanh chóng, theo nhiều chiều hướng khác nhau. Ở huyện Đô Lương, sau thời gian
thực hiện công tác dồn điền đổi thửa, thực trạng sử dụng đất đã có nhiều thay đổi rõ
rệt, trong khi đó cơng tác đo vẽ, kiểm kê đất diễn ra còn chậm và thiếu hiệu quả,
không đáp ứng kịp thời nhu cầu cần thiết trong đo vẽ để thành lập bản đồ, đặc biệt
là xem xét sự biến động về nhu cầu sử dụng đất so với các năm trước để xem xét
đánh giá so với kế hoạch đã đề ra cũng như dự báo biến động nhằm cung cấp thông
tin cho việc lập kế hoạch phát triển kinh tế giai đoạn tiếp theo.
Hiểu được yêu cầu cần thiết đó, và để đáp ứng một cách nhanh chóng, kịp
thời về hiện trạng sử dụng đất tại thời điểm hiện tại đồng thời xem xét về sự biến
động sử dụng đất trong thời gian qua, tôi đã chọn đề tài “Ứng dụng viễn thám và gis
trong thành lập bản đồ biến động giai đoạn 2010 – 2014 và dự báo biến động sử
dụng đất đến năm 2019 trên địa bàn huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An” với mong
muốn góp một phần nào đó vào trong việc giải quyết khó khăn trong cơng tác đo vẽ,
tính tốn diện tích và dự báo biến động sử dụng đất vốn mất rất nhiều công sức và
thời gian.
2. Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập
bản đồ biến động sử dụng đất trên địa bàn huyện Đô Lương giai đoạn 2010 – 2014
1


và dự báo biến động sử dụng đất đến năm 2019 nhằm phục vụ cho công tác kiểm kê
và lập kế hoạch sử dụng đất.
2.2. Nhiệm vụ
Nhiệm vụ của đề tài bao gồm có 3 nhiệm vụ chính:

- Tổng quan cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn về ứng dụng viễn thám và GIS
trong thành lập bản đồ biến động sử dụng đất.
- Khái quát về huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An.
- Ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ biến động sử dụng đất
giai đoạn 2010 - 2014 và chuỗi Markov trong dự báo biến động sử dụng đất đến
năm 2019 trên địa bàn huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An.
2.3. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn:
- Về mặt thời gian: đề tài được thực hiện từ ngày 02/01/2015 đến ngày
15/05/2015.
- Về không gian: đề tài nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi ranh giới
hành chính huyện Đơ Lương – tỉnh Nghệ An
- Về nội dung: đề tài tập trung thành lập bản đồ và đánh giá độ chính xác kết
quả biến động thu được.
- Về dữ liệu: quá trình nghiên cứu dựa chủ yếu vào tư liệu ảnh đa thời gian bao
gồm các ảnh Landsat chụp năm 2010 và 2014. Một số dữ liệu bổ sung khác bao gồm
các loại bản đồ, số liệu thống kê, và một số số liệu thực địa đã được kết hợp sử dụng.
3. Quan điểm nghiên cứu
3.1. Quan điểm hệ thống
Trong tự nhiên, không một sự vật hiện tượng nào tồn tại một cách độc lập,
riêng lẻ mà là một bộ phận của toàn thế chứa đựng vật thể ấy. Trong nghiên cứu về
đất đai cũng vậy, cần phải xem xét một cách toàn diện nhiều mặt, nhiều mối quan
hệ, trong trạng thái vận động và phát triển của các hình thức sử dụng. Hệ thống là
sử dụng đất là tập hợp các yếu tố về tự nhiên và tác động của con người có mối
quan hệ với nhau tạo thành một chỉnh thể trọn vẹn. Trong thực tiễn, mọi sự vật hiện
tượng đều là một chỉnh thể tồn vẹn thì bao giờ cùng là một hệ thống được cấu trúc
bởi nhiều bộ phận, nhiều thành tố. Các bộ phận này có vị trí độc lập, có chức năng
riêng và có những quy luật vận động riêng nhưng chúng lại có quan hệ biện chứng
2

với nhau, theo mối quan hệ vật chất và mối quan hệ chức năng và vận động theo
quy luật của toàn bộ hệ thống.
Xét trong nội dung của đề tài “Ứng dụng viễn thám và gis trong thành lập
bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2014 và dự báo biến động sử dụng
đất đến năm 2019 trên địa bàn huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An” thì sự vật hiện
tượng đây là đất đai gắn liền với các hoạt động sản xuất của con người trên đất. Đất
được hình thành bởi nhiều nhân tố như đá mẹ, địa chất, khí hậu, thủy văn, sinh
vật,… Các nhân tố này đều có vị trí độc lập, chức năng riêng, chúng tồn tại và có
tác động với nhau để hình thành nên đất đai. Để nghiên cứu rõ hơn về biến động sử
dụng đất thì chúng ta cần phân tích một cách có hệ thống từ các yếu tố tự nhiên đến
các tác động của con người trong việc sử dụng đất trong hoạt động sản xuất.
3.2. Quan điểm tổng hợp - lãnh thổ
Đất đai là vật thể thiên nhiên hình thành lâu đời do kết quả quá trình hoạt
động tổng hợp của các yếu tố: đá mẹ, động thực vật, khí hậu, địa hình và thời gian.
Tất cả các loại đất đai trên trái đất được hình thành sau quá trình biến đổi trong
thiên nhiên, chất lượng đất đai phụ thuộc vào đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh vật sống
trên và trong đất. Dựa vào vị trí, tính chất đất mà con người sử dụng đất vào các
mục đích khác nhau, muốn nghiên cứu được biến động sử dụng đất thì ta cần phải
xem xét, hiểu rõ một cách tổng hợp các thành phần, các tác động ảnh hưởng đến đặc
điểm và chất lượng của đất, các nhu cầu của con người trong khai thác sử dụng tài
nguyên này.
Đất đai nói riêng hay lớp vỏ cảnh quan của trái đất nói chung đều có sự phân
hóa theo không gian. Lớp vỏ cảnh quan phản ánh các tác động bên trong và các yếu
tố ngoại vi tác động lên trái đất. Khi ngiên cứu về đất đai chúng ta cần phải chú
trọng đến “quan điểm lãnh thổ” hay nói cách khác là chúng ta cần nắm vững kiến
thức về sự phân hóa cảnh quan, để có thể có các biện pháp, các cách sử dụng sao
cho đạt được tối ưu hiệu quả về mặt kinh tế mà đất đai mang lại.
Trong đề tài quan điểm tổng hợp – lãnh thổ được đề cập đến ở những khía
cạnh về các loại đất, nhu cầu sử dụng đất cũng như sự biến động sử dụng đất giai

đoạn 2010 – 2014 của huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An.
3.3. Quan điểm lịch sử viễn cảnh
Dù bất cứ một đối tượng địa lý nào cũng có nguồn gốc phát sinh, q trình
tồn tại và phát triển. Sự phát triển kinh tế nói chung không phải là yếu tố ổn định
3


mà là yếu tố vận động có mối quan hệ phù hợp. Các biến động đều xảy ra trong
những điều kiện địa lý nhất định và với xu hướng nhất định. Xu hướng phát triển
của chúng ta là đi từ quá khứ đến tương lai. Với quan điểm lịch sử - viễn cảnh ta sẽ
nhìn thấy đối tượng trong quá khứ, liên hệ hiện tại và sau đó phác họa bức tranh
toàn cảnh cho sự phát triển trong tương lai. Trong đề tài, quan điểm lịch sử - viễn
cảnh được thể hiện ở việc từ quá khứ đến hiện tại, “tài nguyên đất” trên địa bàn
huyện Đô Lương đã được khai thác như thế nào để phục vụ cho sự phát triển kinh tế
- xã hội. Từ đó, chúng ta sẽ có những định hướng như thế nào cho khai thác và bảo
vệ “tài nguyên đất” nhằm hướng tới sự “phát triển bền vững” trong tương lai.
3.4. Quan điểm phát triển bền vững
Phát triển được hiểu là một quá trình lớn lên, tăng tiến mọi lĩnh vực. Bất cứ
trong lĩnh vực nào, sự phát triển đều thỏa mãn các thành tố như: sự tăng lên về cả
chất và lượng, sự thay đổi về cơ cấu, thể chế, chủng loại, tổ chức, sự thay đổi về thị
trường, và giữ công bằng xã hội, an ninh, trật tự (Fajardo, 1999). Sử dụng đất cũng
khơng nằm ngồi nội dung đó. Theo tạp chí cộng sản (22/10/2008), sử dụng đất bền
vững là khái niệm động và tổng hợp, liên quan đến các lĩnh vực kinh tế, xã hội, văn
hóa, mơi trường, hiện tại và tương lai. Sử dụng đất bền vững là giảm suy thối đất
và nước đến mức tối thiểu, giảm chi phí sản xuất bằng cách sử dụng hệ thống các
nguồn tài nguyên bên trong và áp dụng hệ thống quản lý phù hợp. Sử dụng đất bền
vững trong nông nghiệp liên quan trực tiếp đến hệ thống canh tác cụ thể nhằm duy
trì và nâng cao thu nhập, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên và thức đẩy phát
triển nông thơn
Mục tiêu cuối cùng của đề tài đó là thành lập được bản đồ biến động sử dụng

đất, dự báo tính hình biến động có thể xảy ra trong tương lai nhằm đánh giá tính
phù hợp trong cơng tác khai thác và sử dụng đất hiện tại, để có các điều chỉnh kế
hoạch hợp lý trong tương lai sao cho đạt được hiểu quả kinh tế cao nhất và bền
vững nhất.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp thu thập và xử lý thông tin
Phương pháp này là phương pháp cơ bản nhất được sử dụng nhiều trong các
đề tài nghiên cứu. Đề tài sử dụng phương pháp thu thập số liệu một cách có chọn
lọc để thu thập các tài liệu đã có của các cơ quan liên quan như:
- Thu thập thông tin, dữ liệu về điều kiện tự nhiên của huyện Đô Lương.
4


- Tài liệu về điều kiện kinh tế - xã hội của huyện Đô Lương.
- Số liệu kiểm kê đất đai của các năm 2010 và 2014 của huyện Đô Lương.
- Bản đồ hiện trạng sự dụng đất năm 2010 của huyện Đơ Lương.
- File vecter ranh giới hành chính huyện và 33 xã thị trấn thuộc huyện Đơ
Lương.
Sau đó thông tin được chắt lọc, xử lý để phù hợp với yêu cầu mục đích sử
dụng của đề tài.
4.2. Phương pháp so sánh và phân tích thống kê
Phân tích thống kê là nêu ra một cách tổng hợp bản chất cụ thể của các hiện
tượng và quá trình kinh tế xã hội trong điều kiện lịch sử nhất định qua biểu hiện
bằng số lượng.
Nói cụ thể phân tích thống kê là xác định mức độ nêu lên sự biến động biểu
hiện tính chất và trình độ chặt chẽ của mối liên hệ hiện tượng. Phân tích thống kê
phải lấy con số thống kê làm tư liệu, lấy các phương pháp thống kê làm công cụ
nghiên cứu. Khi tiến hành nghiên cứu biến động sử dụng đất đề tài đã sử dụng phương
pháp so sánh, phân tích, thống kê để so sánh, đánh giá độ chính xác của kết quả đạt được
so với số liệu thực tiễn.

4.3. Phương pháp khảo sát thực địa
Nghiên cứu thực địa (field research) là loại hình nghiên cứu khác so với
nghiên cứu trong phịng thí nghiệm và nghiên cứu sách vở. Khi thực hiện đề tài này
tác giả đã tiến hành khảo sát thực địa ở huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An. Các kết quả
đạt được như: nhìn nhận tổng quan về các yếu tố tự nhiên (địa hình, thỗ nhưỡng, thủy
văn, sinh vật,…) và các hoạt động sản xuất kinh tế - xã hội gắn liền với đất đai của
người dân để kiểm tra độ chính xác kết quả đạt được trong nghiên cứu đề tài.
4.4. Phương pháp viễn thám
Viễn thám (Remote Sensing) là phương pháp thu nhận thông tin của đối
tượng từ một khoảng cách nhất định mà không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng
đó. Phương pháp này được sử dụng từ lâu (trước năm 1839), đến nay thì phương
pháp viễn thám vẫn đang là phương pháp mang tính hiệu quả cao trong việc nghiên
cứu các đối tượng lớp phủ trên mặt đất.
Trong đề tài, phương pháp này được sử dụng để giải đoán hiện trạng sử dụng
đất của các năm được tiến hành dựa vào khả năng tách biệt hoàn toàn các đối tượng
5


thực vật, đất, nước và các đối tượng khác,… trên tư liệu viễn thám nhờ độ phản xạ
hoặc bức xạ của đối tượng. Phương pháp chủ đạo được sử dụng trong đề tài là giải
đốn bằng mắt trên máy tính kết hợp với các tính năng phân loại của phần mềm
chuyên dụng Envi. Cùng với đó là sự trợ giúp của cơ sở dữ liệu được lưu trữ và có
thể hiện thị đồng thời với ảnh vệ tinh. Các tư liệu ảnh viễn thám đã được nắn chỉnh
hình học về một hệ quy chiếu bản đồ với sai số nắn chỉnh phải nhỏ hơn 1 pixel.
4.5. Phương pháp hệ thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý với khả năng phân tích khơng gian, được sử dụng
để phân tích hiện trạng biến động sử dụng đất nhờ việc chồng xếp bản đồ hiện trạng
sử dụng đất của các thời gian khác nhau. Các dữ liệu ảnh đã có toạ độ sẽ được
chuyển vào môi trường hệ thông tin địa lý cùng các dữ liệu phụ trợ khác. Kết quả
giải đốn từng thời điểm sẽ được phân tích bằng phương pháp tính bảng chéo

(Crossing Table) để tính ra biến động. Tích hợp các thơng tin viễn thám với các
thơng tin kinh tế xã hội khác sẽ giúp cho việc đánh giá mối liên quan giữa hiện
trạng biến động sử dụng đất với các yếu tố kinh tế xã hội mà ta quan tâm.
Trong đề tài này, phương pháp hệ thống thông tin địa lý được sử dụng cho
việc chồng xếp các bản đồ hiện trạng sử dụng đất các năm 2010 và năm 2014, thống
kê tính tốn diện tích biến động sử dụng đất giữa các thời kỳ, phục vụ cho cơng tác
lập kế hoạch và dự đốn biến động.
5. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầy và phần kết luận, nội dung của đề tài được chia làm 3
chương chính như sau:
Chương 1: Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của ứng dụng viễn thám và gis
trong thành lập bản đồ biến động sử dụng đất
Chương 2: Tổng quan về hiện trạng sử dụng đất trên địa bàn huyện Đô
Lương hiện nay.
Chương 3: Ứng dụng viễn thám và gis trong thành lập bản đồ biến động sử
dụng đất giai đoạn 2010 – 2014 và chuỗi Markov trong dự báo biến động sử dụng
đất đến năm 2019 trên địa bàn huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An.

6


NỘI DUNG
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN
CỦA ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT
1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Tổng quan về viễn thám
1.1.1.1. Khái niệm viễn thám
Hiện nay, công nghệ viễn thám được hiểu từ nhiều cách tiếp cận khác nhau,
nhiều khái niệm được đưa ra song đều được hiểu chung với cùng nội dung như sau:

viễn thám là mơn khoa học thu nhận về hình dạng, kích thước và tính chất của một
vật thể, một đối tượng từ một khoảng cách cố định, không cần tiếp xúc trực tiếp với
chúng. Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu nhận năng lượng phản
xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thơng tin nói
trên (nguồn: Nguyễn Ngọc Thạch, cơ sở viễn thám, 2005. Nxb ĐHQG HN).
1.1.1.2. Nguyên tắc nghiên cứu biến động của viễn thám
Bản chất của viễn thám là sự thu nhận thông tin phản xạ từ các đối tượng trên
mặt đất dưới tác dụng của năng lượng điện từ. Như vậy, các giá trị độ xám của mỗi
pixel (DN) có thể khác nhau giữa hai thời kỳ, tuỳ thuộc vào bản chất của pixel đó.
Ảnh biến động được xây dựng sẽ thể hiện được sự thay đổi trị số DN của từng pixel
ảnh. Giá trị đó có thể nêu lên nhiều tính chất khác nhau của đối tượng: ví dụ tính chất
của nước, của đất đá, của các cơng trình xây dựng. Đặc biệt sự biến động đó được
ứng dụng trong nghiên cứu biến động của hàm lượng Chlorophyl của thực vật.
Thực vật phản xạ mạnh ở vùng cận hồng ngoại và hấp thụ mạnh ở vùng ánh
sáng đỏ, mức độ chênh lệch giữa hệ số phản xạ ở hai vùng ánh sáng này mang tính
đặc trưng cho các đối tượng tự nhiên, đặc biệt là thực vật. Người ta thường lấy mức
độ chênh lệch phản xạ ở hai vùng làm chỉ tiêu để đánh giá trạng thái lớp phủ thực
vật. Có nhiều loại chỉ số thực vật, trong đó chỉ số NDVI là chỉ số thực vật quy
chuẩn và hay được sử dụng nhất, NDVI (Normal Differren Vegetation Index: Chỉ
số khác nhau tự nhiên của thực vật) được tính theo cơng thức:
NDVI= (NIR-Red)/(NIR+Red)
Trong đó: NIR: giá trị phản xạ phổ trong vùng cận hồng ngoại
7


Red: giá trị phản xạ phổ trong vùng ánh sáng đỏ
Ảnh NDVI tạo thành từ hai band được tính theo cơng thức:
NDVI=(band2-band1)/(band2+band1)*100
Trong đó: - Band 1 là giá trị phản xạ phổ trong vùng ánh sáng nhìn thấy
(band 3)

- Band 2 là giá trị phản xạ phổ trong vùng cận hồng ngoại (band 4)
Nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng ảnh viễn thám được tiến hành như sau:
- Lựa chọn hai tư liệu ảnh của hai thời kỳ khác nhau được thu cùng mùa khí
hậu (tốt nhất là cùng tháng trong năm), cắt và nắn theo cùng tọa độ chung.
- Tiến hành phân loại theo hệ thống phân loại giống nhau. Những đơn vị
khác nhau giữa hai bảng phân loại phải là những đơn vị mới xuất hiện ở trên ảnh
này mà khơng có ở ảnh kia.
- Tiến hành phép toán chéo (crossing) để thành lập bản đồ biến động và ma
trận biến động. Trên ma trận này, các đơn vị của bản đồ nằm trên đường chéo của
ma trận là những đơn vị khơng biến động, cịn về hai phía đường chéo là những đơn
vị biến động với những tính chất cụ thể của q trình biến động. (nguồn: Nguyễn
Ngọc Thạch, cơ sở viễn thám, 2005. Nxb ĐHQG HN).
1.1.2. Tổng quan về GIS
1.1.2.1. Khái niệm
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS)
được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10 năm lại
đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã
hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ
quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân,… đánh giá được
hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các
chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thơng tin được gắn
với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào.
GIS ra đời chính là sự kế tục các ý tưởng trong ngành địa lý mà nhất là
ngành địa lý bản đồ trong thời đại mà công nghệ thông tin đủ mạnh để tạo ra các
công cụ định lượng mới và có khả năng thực thi hầu hết các phép phân tích bản đồ
bằng cơng cụ định lượng.
Có nhiều khái niệm về hệ thống thông tin địa lý khác nhau. Tuy nhiên ở mức
độ tương đối chúng ta có thể hiểu GIS theo định nghĩa sau: “Hệ thống thông tin địa
8

lý (GIS) là một hệ thống các thông tin được sử dụng để thu thập, lưu trữ, xây dựng
lại, thao tác, phân tích, biểu diễn các dữ liệu địa lý phục vụ công tác quy hoạch
hoặc lập các quyết định sử dụng đất, các nguồn tài nguyên thiên nhiên môi trường,
giao thơng, đơ thị và nhiều thủ tục hành chính” (nguồn : Trần Thị Băng Tâm, hệ
thống thông tin địa lý, 2006. ĐHNN HN).
1.1.2.2. Các thành phần của GIS
Có rất nhiều quan niệm về GIS nhưng nói chung đều tập trung theo hai hướng:
- Quan niệm về GIS như một cơ sở dữ liệu bản đồ được điều khiển bằng các
kỹ thuật đồ hoạ máy tính với những chức năng nhập, tổ chức, hiển thị, hỏi đáp, các
thông tin bản đồ được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.
- Quan niệm về GIS như một hệ thơng tin đía lý gồm các chức năng nhập,
phân tích hiển thị và có khả năng mơ hình hố các lớp thơng tin được tổ chức trong
một cơ sở dữ liệu để thành lập bản đồ chuyên đề. GIS được kết hợp bởi năm thành
phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và phương pháp.
Cho dù GIS được hiểu theo quan niệm nào thì nó cũng phải đáp ứng được
u cầu là một hệ thơng tin gồm có bốn phần:
- Phần cứng: phần cứng là hệ thống máy tính trên đó có một hệ GIS hoạt
động. Ngày nay phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ
máy chủ trung tâm đến các trạm máy hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.
- Phần mềm: phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết
để lưu trữ, cập nhật, phân tích và hiển thị thơng tin địa lý. Các thành phần chính
trong phần mềm GIS là:
+ Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
+ Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
+ Cơng cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
+ Giao diện đồ họa người-máy (GUD) để truy cập các công cụ dễ dàng.
- Dữ liệu: Cơ sở dữ liệu chứa các thông tin không gian (thơng tin địa lý) và
các thơng tin thuộc tính, được tổ chức theo ý đồ chuyên ngành nhất định.
- Con người: Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người

thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề
trong công việc. (nguồn : Trần Thị Băng Tâm, hệ thống thông tin địa lý, 2006.
ĐHNN HN).
9


1.1.2.3. Các ứng dụng của GIS
Trong nghiên cứu biến động lớp đất phủ, GIS đóng vai trị quan trọng trong
việc tập hợp và phân tích cơ sở dữ liệu. Mục đích là tổng hợp, hệ thống hóa và
thống nhất nguồn dữ liệu phục vụ việc theo dõi đánh giá và dự báo biến động lớp
đất phủ.
Mặt mạnh của GIS thể hiện qua chức năng phân tích khơng gian. Phân tích
khơng gian thường để tạo thêm các thông tin địa lý bằng cách sử dụng các thơng
tin đã có hay phát triển các cấu trúc không gian hoặc mối liên hệ giữa các thơng
tin địa lý. Trong phân tích biến động lớp phủ mặt đất, ta thường sử dụng một số kỹ
thuật sau:
- Chồng lớp dữ liệu (Overlay): Các lớp dữ liệu được chồng lên nhau theo
một phép toán logic nào đó để có một dữ liệu mới.
- Tạo vùng đệm (Buffer): Xác định khu vực nằm trong một bán kính nhất
định so đối tượng với một điểm hợăc đường nào đó. Thơng thường độ dài của bán
kính vùng đệm được xác định do ảnh hưởng của điểm hoặc đường tới xung quanh.
- Kỹ thuật liên kết: Là liên kết nhiều kỹ thuật phân tích khơng gian với nhau
để có được kết quả cần thiết.
Ngồi ra cịn sử dụng các chức năng truy vấn không gian của GIS để truy
vấn các dữ liệu thuộc tính và dữ liệu địa lý.
Việc tìm kiếm và phân tích dữ liệu phụ thuộc vào khả năng liên kết hai kiểu
dữ liệu này. Khả năng liên kết càng lớn thì việc tìm kiếm và phân tích dữ liệu sẽ
càng hiệu quả. Người sử dụng có thể truy nhập dữ liệu bảng thơng qua bản đồ hoặc
có thể tạo ra bản đồ thông qua dữ liệu bảng. Để truy cập và hiển thị dữ liệu này máy
tính cần phải lưu trữ cả dữ liệu bảng và dữ liệu đồ hoạ theo khn dạng có tổ chức

và có thể tìm được. (nguồn : Trần Thị Băng Tâm, hệ thống thông tin địa lý, 2006.
ĐHNN HN).
1.1.2.4. Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu
biến động sử dụng đất
Giải pháp truyền thống là so sánh bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã thành lập
tại hai thời điểm yêu cầu, những khu vực thay đổi sẽ được thể hiện ở tờ bản đồ thứ
ba gọi là bản đồ biến động cho ta thấy những sự thay đổi của các loại hình sử dụng
đất. Tuy nhiên, ở khu vực mà loại hình sử dụng đất thay đổi nhanh thì giải pháp này
10


khơng đáp ứng được u cầu. Độ chính xác và tính hiện thời bị giảm vì phải mất
nhiều thời gian để xây dựng bản đồ hiện trạng bằng phương pháp truyền thống.
Ngoài ra bản đồ biến động được thành lâp theo cách này thường chứa nhiều sai sót
vì hai bản đồ hiện trạng đã thành lập tại hai thời điểm không cùng thống nhất về chi
tiết nội dung và độ chính xác yêu cầu.
Ảnh viễn thám sau khi phân loại sẽ thể hiện sự phân bố của các đối tượng
theo khơng gian và thời gian. Do đó kết quả xử lý một ảnh viễn thám sẽ chỉ ra hiện
trạng sử dụng đất tại thời điểm chụp ảnh. Với ảnh đa thời gian cho phép thành lập
bản đồ chuyên đề sử dụng đất ở các thời điểm khác nhau. Bằng chức năng chồng
xếp và phân tích, GIS cho phép tích hợp từ các kết quả phân loại của nhiều thời
điểm chụp để thành lập nhanh và chính xác bản đồ biến động của khu vực. Với
chức năng tự động cung cấp thơng tin về sự thay đổi giữa các loại hình sử dụng đất
theo từng thời điểm hoặc theo đơn vị hành chính, hệ thơng tin địa lý cho phép người
sử dụng giám sát quá trình biến động theo từng loại hình và các khoảng thời gian
khác nhau.
Sử sụng cơng nghệ viễn thám và hệ thơng tin địa lý thì sẽ đảm bảo được tính
hiện thời của thơng tin, dễ dàng kiểm tra mức độ chi tiết và tính thống nhất của dữ
liệu, cũng như không bị ảnh hưởng do tỷ lệ và phép chiếu của bản đồ gây ra. Việc
sử dụng tư liệu viễn thám và hệ thông tin địa lý rất hiệu quả trong việc nghiên cứu

thành lập bản đồ biến động lớp đất phủ nói chung và các loại bản đồ biến động lớp
phủ thực vật, biến động rừng ngập mặn, bản đồ biến động môi trường.
Công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý đã đem lại hiệu quả rất đáng kể
trong việc sử dụng và khai thác thông tin của tư liệu viễn thám, các thơng tin nhận
được nhanh chóng, trung thực và khách quan. Kết hợp với GIS, thu được nguồn cơ
sở dữ liệu đồng bộ về các loại bản đồ và tài liệu thống kê trong thời gian ngắn nhất.
Nhiều nước trên thế giới đã kết hợp phương pháp xử lý ảnh số và GIS để thường
xuyên cập nhật thông tin, theo dõi lớp phủ bề mặt, biến động tài nguyên rừng, đất
đai, cháy rừng, ngập lũ,…
1.1.3. Chuỗi Markov
1.1.3.1. Khái niệm
Trong toán học, một chuỗi Markov đặt theo tên nhà toán học người Nga
Andrei Andreyevich Markov, là một quá trình ngẫu nhiên theo thời gian với tính
11


chất Markov. Trong một quá trình như vậy, quá khứ khơng liên quan đến việc tiên
đốn tương lai mà việc đó chỉ phụ thuộc theo kiến thức về hiện tại.
Markov như một mơ hình phát triển của kinh tế xã hội và khoa học nghiên cứu
cuối những năm 1950. Ứng dụng thực nghiệm của chuỗi Markov trong đô thị và
phân tích khu vực bắt đầu xuất hiện vào những năm 1960. Một trong những ứng
dụng đầu là Clark sử dụng của chuỗi Markov để mô phỏng biến động của nhà cho
thuê ở các thành phố Mỹ. Clark mô tả sự biến động của những vùng điều tra dân số
từ 10 năm khác nhau trong bốn thành phố khác nhau (Detroit, Pittsburg,
Indianapolis và St Louis) trong giai đoạn từ năm 1940 đến 1960. Một ứng dụng
khác của Lever đã tìm cách mô tả việc phân cấp của sản xuất trong khu vực
Clydeside của Glasgow, Scotland, Anh (Nguồn: Michael Iacono, 2012. A Markov
Chain model of land use change in the twin cities, 1958-2005).
1.1.3.2. Ứng dụng chuỗi Markov
Nhiều nghiên cứu gần đây sử dụng chuỗi Markov để dự đốn sử dụng đất đã

tìm cách để mở rộng phạm vi áp dụng của các mơ hình. Turner so sánh kết quả của
một mơ hình chuỗi Markov với hai mơ hình mơ phỏng khơng gian khác nhau để dự
báo những thay đổi lâu dài vùng Piedmont phía bắc Georgia,… McMillen và
McDonald đã chứng minh các khớp nối của chuỗi Markov với các mơ hình hồi quy.
Để ước tính ảnh hưởng của giá trị đất trên phân vùng thay đổi mà họ ước tính một
chức năng để dự đốn giá trị đất, sau đó phục vụ như giải thích cho các xác suất
chuyển đổi của một ma trận thay đổi sử dụng đất. Weng tích hợp việc sử dụng các
hệ thống thông tin địa lý và khả năng viễn thám với một mơ hình chuỗi Markov để
dự đốn những hậu quả sử dụng đất có thể có của đơ thị hóa và cơng nghiệp hóa
nhanh chóng ở đồng bằng sông Zhujiang của Trung Quốc. Cuối cùng, Levinson và
Chen cung cấp một mơ hình chuỗi Markov thay đổi sử dụng đất trong khu vực
Twin Cities.
Ngoài ra Chuỗi Markov có rất nhiều ứng dụng như: Các hệ thống Markov
xuất hiện nhiều trong vật lí, đặc biệt là cơ học thống kê. Chuỗi Markov có thể dùng
để mơ hình hóa nhiều q trình trong lí thuyết hàng đợi và thống kê, chuỗi Markov
cũng có nhiều ứng dụng trong mơ hình sinh học, đặc biệt là trong tiến trình dân số.
Một ứng dụng của chuỗi Markov gần đây là ở thống kê địa chất. Chuỗi Markov
cũng có thể ứng dụng trong nhiều trò game. Trong ngành quản lý đất đai: người ta
12


còn ứng dụng GIS, RS và chuỗi Markov vào phân tích sự thay đổi sử dụng đất, là
ứng dụng mà đề tài nghiên cứu đang hướng đến. (Nguồn: Michael Iacono, 2012. A
Markov Chain model of land use change in the twin cities, 1958-2005).
1.1.4. Tổng quan về biến động sử dụng đất
1.1.4.1. Khái niệm, vai trò của đất đai
a. Khái niệm
Đất đai về mặt thuật ngữ khoa học được hiểu theo nghĩa rộng như sau: "đất đai
là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các cấu thành của môi trường
sinh thái ngay trên vỏ dưới bề mặt đó bao gồm: khí hậu, bề mặt, thổ nhưỡng, dáng địa

hình, mặt nước (hồ, sơng, suối, đầm lầy,...). Các lớp trầm tích sát bề mặt cùng với nước
ngầm và khống sản trong lịng đất, tập đồn thực vật và động vật, trạng thái định cư
của con người, những kết quả của con người trong quá khứ và hiện tại để lại (san nền,
hồ chứa nước hay hệ thống tiêu thoát nước, đường xá, nhà cửa. ..)".
Như vậy, "đất đai" là khoảng khơng gian có giới hạn, theo chiều thẳng đứng
(gồm khí hậu của bầu khí quyển, lớp đất phủ bề mặt, thảm thực vật, động vật, diện
tích nước, tài ngun nước ngầm và khống sản trong lịng đất), theo chiều nằm
ngang trên mặt đất (là sự kết hợp giữa thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ văn,thảm thực vật
cùng các thành phần khác) giữ vai trò quan trọng và có ý nghĩa to lớn đối với hoạt
động sản xuất cũng như cuộc sống của xã hội loài người (Nguồn: PGS.TS Lê Quang
Trí, 2005. Quy hoạch sử dụng đất đai).
b. Vai trị
Đất đai là sản phẩm của tự nhiên, có trước lao động và cùng với quá trình
lịch sử phát triển kinh tế-xã hội, đất đai là điều kiện lao động. Đất đai đóng vai trị
quyết định cho sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Nếu khơng có đất đai
thì rõ ràng khơng có bất kỳ một ngành sản xuất nào, cũng như khơng thể có sự tồn
tại của loài người.
Đất đai tham gia vào tất cả các hoạt động của đời sống kinh tế - xã hội. Đất
đai là địa điểm, là cơ sở của các thành phố, làng mạc các cơng trình cơng nghiệp,
giao thơng, thuỷ lợi vá các cơng trình thuỷ lợi khác. Đất đai cung cấp nguyên liệu
cho ngành công nghiệp, xây dựng như gạch ngói, xi, măng, gốm sứ…
Luật đất đai 1993 của nước cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam có ghi: “Đất
đai là tài ngun vơ cùng q giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan
13


trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng
các cơ sở kinh tế, văn hố xã hội, an ninh quốc phịng. Trải qua nhiều thế hệ, nhân
dân ta đã tốn bao nhiêu công sức, xương máu mới tạo lập, bảo vệ được vốn đất đai
như ngày nay”.

Trong các điều kiện vật chất cần thiết, đất đai giữ vị trí và ý nghĩa đặc biệt
quan trọng, là điều kiện đầu tiên, là cơ sở thiên nhiên của quá trình sản xuất, là
nơi tìm được cơng cụ lao động, ngun liệu lao dộng và nơi sinh tồn của xã hội
con người.
Tuy nhiên, vai trò của đất đai đối với từng ngành rất khác nhau:
- Trong các ngành phi nông nghiệp: đất đai giữ vai trị thụ động với chức
năng là cơ sở khơng gian và vị trí để hồn thiện q trìn lao động, là kho tàng dự trữ
trong lòng đất (các ngành khai thác khống sản). Q trình sản xuất và sản phẩm
được tạo ra không phụ thuộc vào đặc điểm độ phì nhiêu của đất, chất lượng thảm
thực vật và các tính chất tự nhiên có sẵn trong đất.
- Trong các ngành nơng-lâm nghiệp: đất đai là yếu tố tích cực của quá trình
sản xuất, là điều kiện vật chất, cơ sở không gian, đồng thời là đối tượng lao động
(luôn chịu sự tác động của quá trình sản xuất như cày, bừa, xới xáo....) và công cụ
hay phương tiện lao động (sử dụng để trồng trọt, chăn ni...). Q trình sản xuất
nông - lâm nghiệp luôn liên quan chặt chẽ với độ phì nhiêu quá trình sinh học tự
nhiên của đất.
Thực tế cho thấy trong quá trình phát triển xã hội lồi người, sự hình thành
và phát triển của mọi nền văn minh vật chất - văn minh tinh thần, các tinh thành tựu
kỹ thuật vật chất-văn hoá khoa học đều được xây dựng trên nền tảng cơ bản - sử
dụng đất. Kinh tế xã hội phát triển mạnh, cùng với sự tăng dân số nhanh đã làm cho
mối quan hệ giữa người và đất ngày càng căng thẳng, những sai lầm liên tục của
con người trong quá trình sử dụng đất đã dẫn đến huỷ hoại mội trường đất, một số
cơng năng nào đó của đất đai bị yếu đi, vấn đề sử dụng đất đai càng trở nên quan
trọng và mang tính tồn cầu.
1.1.4.2. Biến động sử dụng đất
a. Khái niệm
Biến động sử dụng đất hay biến động diện tích đất là sự chênh lệch diện tích
từng loại đất trên địa bàn do chuyển mục đích sử dụng đất giữa kỳ nghiên cứu và kỳ
14

gốc, là q trình thay đổi của diện tích đất thể hiện thông qua thông tin thu thập
được theo thời gian. Để từ đó, tìm ra quy luật và những nguyên nhân thay đổi từ đó
có biện pháp sử dụng đúng đắn với nguồn tài nguyên này. (nguồn: nội dung hệ
thống chỉ tiêu thống kê cấp tỉnh, ban hành theo thông tư của bộ trưởng Bộ Kế
Hoạch và Đầu Tư số 02/2011/TT – BKHDT ngày 10/01/2011).
b. Những đặc trưng của biến động sử dụng đất
Biến động sử dụng đất có những đặc trưng cơ bản như sau
- Quy mô biến động.
+ Biến động về diện tích sử dụng đất đai nói chung.
+ Biến động về diện tích của từng loại hình sử dụng đất.
+ Biến động về đặc điểm của những loại đất chính.
- Mức độ biến động.
+ Mức độ biến động thể hiện qua số lượng diện tích tăng hoặc giảm của các
loại hình sử dụng đất giữa đầu thời kỳ và cuối thời kỳ nghiên cứu.
+ Mức độ biến động được xác định thông qua việc xác định diện tích tăng,
giảm và số phần trăm tăng giảm của từng loại hình sử dụng đất giữ cuối và đầu thời
kỳ đánh giá.
c. Những nhân tố gây nên tình hình biến động sử dụng đất
Các yếu tố tự nhiên là cơ sở quyết định cơ cấu sử dụng đất đai vào các mục
đích kinh tế - xã hội bao gồm các yếu tố sau: vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thủy
văn, thảm thực vật.
Các yếu tố kinh tế - xã hội có tác động lớn đến sự thay đổi diện tích các loại
hình sử dụng đất đai bao gồm các yếu tố sau:
+ Sự phát triển các ngành kinh tế như: dịch vụ, xây dựng, giao thông và các
ngành kinh tế khác.
+ Gia tăng dân số.
+ Các dự án đầu tư phát triển kinh tế.
+ Thị trường tiêu thụ các sản phẩm hàng hóa.
d. Ý nghĩa thực tiễn trong đánh giá tình hình biến động sử dụng đất

Đánh giá tình hình biến động sử dụng đất có ý nghĩa rất lớn trong việc khai
thác sử dụng và bảo vệ đất đai:
+ Là cơ sở khai thác tài nguyên đất đai phục vụ phát triển kinh tế - xã hội có
hiệu quả và bảo vệ mơi trường sinh thái.
15


+ Mặt khác khi đánh giá biến động sử dụng đất cho ta biết nhu cầu sử dụng
đất giữa các ngành kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng. Dựa vào vị trí địa lý, diện
tích tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên của khu vực nghiên cứu, từ đó biết được sự
phân bố các ngành, các lĩnh vực kinh tế và biết được những điều kiện thuận lợi, khó
khăn đối với nền kinh tế xã hội và biết được đất đai biến động theo chiều hướng tích
cực hay tiêu cực, để từ đó đưa ra những phương hướng phát triển đúng đắn cho nền
kinh tế và các phương pháp sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất, bảo vệ mơi
trường sinh thái.
Do đó đánh giá biến động sử dụng đất có ý nghĩa hết sức quan trọng là tiền
đề, cơ sở đầu tư và thu hút nguồn vốn đầu tư từ bên ngoài, để phát triển đúng
hướng, ổn định trên tất cả mọi lĩnh vực kinh tế - xã hội và sử dụng hợp lý nguồn tài
nguyên quý giá của quốc gia.
1.1.4.3. Các phương pháp nghiên cứu biến động
Tiền đề cơ bản để sử dụng tư liệu viễn thám nghiên cứu biến động là những
thay đổi lớp phủ trên bề mặt đất phải đưa đến sự thay đổi về giá trị bức xạ và những
sự thay đổi về bức xạ do sự thay đổi lớp phủ phải lớn hơn so với những thay đổi về
bức xạ gây ra do các yếu tố khác. Những yếu tố khác bao gồm sự khác biệt về điều
kiện khí quyển, sự khác biệt về góc chiếu tia mặt trời, sự khác biệt về độ ẩm của
đất. Ảnh hưởng của các yếu tố này có thể được giảm từng phần bằng cách chọn dữ
liệu thích hợp.
Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động rất quan trọng. Trước tiên
chúng ta phải xác định được phương pháp phân loại ảnh mà ta sử dụng. Sau đó cần
xác định rõ yêu cầu nghiên cứu có cần biết chính xác thơng tin về nguồn gốc của sự

biến động hay khơng. Từ đó có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Tuy nhiên tất
cả các nghiên cứu đều cho thấy rằng, các kết quả về biến động đều phải được thể
hiện trên bản đồ biến động và bảng tổng hợp. Các phương pháp nghiên cứu biến
động khác nhau sẽ cho những bản đồ biến động khác nhau. Có nhiều phương pháp
nghiên cứu biến động thường được sử dụng. Dưới đây là một số phương pháp được
sử dụng rộng rãi để nghiên cứu biến động và thành lập bản đồ biến động.
a. Nghiên cứu biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại.
Bản chất của phương pháp này là từ kết quả phân loại ảnh ở hai thời điểm
khác nhau ta thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm đó. Sau
16


đó chồng ghép hai bản đồ hiện trạng để xây dựng bản đồ biến động. Các bản đồ
hiện trạng có thể thực hiện dưới dạng bản đồ raster.
Quy trình thành lập bản đồ biến động theo phương pháp này có thể tóm tắt
như hình dưới:

Hình 1.1. Quy trình thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau
phân loại
Phương pháp so sánh sau phân loại được sử dụng rộng rãi nhất, đơn giản, dễ
hiểu và dễ thực hiện. Sau khi 2 ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hình học sẽ tiến hành
phân loại độc lập để tạo thành hai bản đồ. Hai bản đồ này được so sánh bằng cách
so sánh pixel tạo thành ma trận biến động.
Theo J. Jensen, ưu điểm của phương pháp này cho biết sự thay đổi từ loại đất
gì sang loại đất gì và chúng ta cũng có thể sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã
được thành lập trước đó.
Nhược điểm của phương pháp này là phải phân loại độc lập các ảnh viễn
thám nên độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của từng phép phân loại và
thường độ chính xác khơng cao vì các sai sót trong quá trình phân loại của từng ảnh
vẫn được giữ nguyên trong bản đồ biến động (Nguồn: Vũ Hữu Long, Phạm Khánh

Chi, Trần Hùng, 2011, “Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây
trồng, lập bản đồ hiện trạng và biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai
đoạn 2008 – 2010”, Kỷ yếu hội thảo Ứng dụng GIS tồn quốc năm 2011, NXB
Nơng nghiệp).
b. Nghiên cứu biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa
thời gian
Phương pháp này thực chất là chồng xếp hai ảnh của hai thời kỳ với nhau để
tạo thành ảnh biến động. Sau đó dựa vào ảnh biến động ta tiến hành phân loại và
thành lập bản đồ biến động.
17