(LUẬN VĂN THẠC SĨ) Ứng Dụng Hệ Thông Tin Địa Lý (GIS) Để Xây Dựng Cơ Sở Dữ Liệu Phục Vụ Quy Hoạch Sử Dung Đất

Bộ giáo dục v đo tạo nông nghiệp v ptnt Trờng đại học lâm nghiệp h mạnh trờng ứng dụng hệ thông tin địa lý (gis) để Xây dựng sở liệu phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh lạng sơn Chuyên ngành: Lâm học Mà số : 60 62 60 Luận văn thạc sỹ khoa häc l©m nghiƯp Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: TS chu thị bình Hà Tây - 2007 download by : skknchat@gmail.com đặt vấn đề Trong giai đoạn nớc ta, thực chơng trình phát triển kinh tế đôi với khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt tài nguyên rừng, ngành Lâm nghiệp đà triển khai sách quan trọng nhằm phát triển bền vững đất đai lâm nghiệp bớc nâng cao đời sống nhân dân tỉnh miền núi trung du, phát triển kinh tế lâm nghiệp gắn với phát triển nông thôn miền núi Đó định hớng phát triển ngành Lâm nghiệp giai đoạn 2006 - 2020 Định hớng đợc thể qua chơng trình, sách, dự án cụ thể là: - Chính sách giao quyền sử dụng rừng đất rừng cho hộ gia đình cho tổ chức thuộc thành phần kinh tế nhằm bảo vệ phát triển diện tích rừng có, xà hội hóa công tác phát triển rừng, gắn với phát triển cộng đồng - Chính sách đầu t phát triển lâm nghiệp thể dự án trồng rừng, định canh định c, phát triển lâm nghiệp xà hội, phát triển vùng nguyên liệu phục vụ cho công nghiệp chế biến gỗ lâm sản gỗ - Dự án triệu rừng nhằm nâng độ che phủ rừng toàn quốc lên 42 43% vào năm 2010 47% vào năm 2020 - Chơng trình rà soát quy hoạch loại rừng thành hệ thống thống toàn quốc - Chơng trình điều tra, đánh giá, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng thực quy mô toàn quốc Để thực đợc chơng trình, dự án, sách khung cảnh kinh tế nớc ta bớc đầu đà hội nhập víi nỊn kinh tÕ thÕ giíi sau chóng ta thức trở thành thành viên thứ 150 WTO đòi hỏi phải nắm bắt đợc điều kiện tự nhiên, kinh tế xà hội, nguồn lực đất đai có nh nắm bắt đợc nhu cầu giá thị trờng nhằm phát huy tối đa nguồn lực đầu t cho phát triển ngành lâm nghiệp Một công cụ đầu download by : skknchat@gmail.com tiên thực hóa chơng trình, dự án quy hoạch tổng thể sử dụng đất đai Lâm nghiệp Công tác quy hoạch sử dụng đất đai lâm nghiệp đòi hỏi cần phải có sở liệu khoa học, quản lý thông tin đất đai, đầy đủ, xác kịp thời, thờng xuyên đợc cập nhật nh đa giải pháp, định hợp lý trình xây dựng chiến lợc phát triển kinh tế - xà hội, đề biện pháp sử dụng đất đai hợp lý, bảo vệ môi trờng Ngày nay, công nghệ thông tin ứng dụng mà trực tiếp công nghệ hệ thông tin địa lý (HTTĐL - Geographic Information System viết tắt GIS) giúp tổ chức, xếp liệu địa lý thành sở liệu (CSDL) hoàn chỉnh, xử lý tự động máy tính Hệ thống cho phép nhập, lu trữ, cập nhật khối lợng thông tin lớn, đa dạng Đồng thời xử lý phân tích nhằm phát mối tơng quan đối tợng tợng nghiên cứu, phát quy luật chúng Từ nhanh chóng đa giải pháp sách cho vấn đề cụ thể sử dụng hợp lý tài nguyên (sử dụng đất hợp lý chẳng hạn) vấn đề thực tiễn khác Trong lĩnh vực theo dõi, quản lý tài nguyên môi trờng nói chung nh quản lý quy hoạch sử dụng đất nói riêng công nghệ GIS có ý nghĩa thực tiễn có tác dụng to lớn Lạng Sơn tỉnh miền núi thuộc khu vực Đông Bắc nớc ta Diện tích tự nhiên toàn tỉnh 830.521ha diện tích đất lâm nghiệp 674.546 (chiếm 81% diện tích tự nhiên) chủ yếu đồi, núi Vùng địa bàn sinh sống dân téc Ýt ng−êi HiƯn t¹i viƯc sư dơng diƯn tÝch đất lâm nghiệp thấp mặt: kinh tế, xà hội môi trờng Quy hoạch, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên trên, xây dựng trì hệ sinh thái rừng bền vững, phát triển kinh tế xà hội mục tiêu phấn đấu quyền nhân dân Lạng Sơn Để thực đợc điều này, cần thiết phải xây download by : skknchat@gmail.com dựng CSDL yếu tố địa lý tự nhiên nhằm theo dõi, quản lý khai thác đất đai theo mục đích sử dụng (chính quy hoạch sử dụng đất) nh cảnh báo kịp thời tình trạng suy thoái đất đề xuất biện pháp kỹ thuật canh tác, bảo vệ đất Việc xây dựng CSDL thiếu vai trò công nghệ GIS Vì đà thực đề tài: ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS) để xây dựng sở liệu phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh Lạng Sơn qua mong muốn đợc góp sức vào việc giải phần xúc tỉnh miền núi download by : skknchat@gmail.com Chơng 1: tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Lợc sử ứng dụng httđl giới Việt Nam 1.1.1 Lợc sử ứng dụng HTTĐL giới HTTĐL giới đợc hình thành vào đầu năm 60 kỷ 20 Canada với tên gọi CGIS (Canadian Geographic Information System ) Tiếp đó, trờng đại học Mỹ tiến hành nghiên cứu xây dựng HTTĐL Tuy nhiên, phiên HTTĐL chủ yếu phần mềm nhập liệu vẽ đồ đơn giản, việc xử lý thông tin đồ họa hạn chế thời kỳ thiết bị máy tính cồng kềnh tốc độ hạn chế Chính hệ tự động hóa có khả thâm nhập vào thực tế Trong năm 70, HTTĐL có điều kiện thuận lợi để phát triển Trớc hết tiến lĩnh vùc ®iƯn tư - tin häc: kÝch th−íc bé nhí tốc độ tính toán máy tính đợc cải thiện với giảm giá thành thiết bị Điều đà làm tăng khả hoạt động HTTĐL thức đẩy việc nhiên cứu thiết kế chúng cấu hình mạnh Mặt khác, trớc sức ép nhu cầu quản lý tài nguyên thiên nhiên bảo vệ môi tr−êng, ChÝnh phđ cđa nhiỊu n−íc ®· nhËn thøc râ đợc tầm quan trọng HTTĐL Bên cạnh việc thiết lập quan chuyên trách môi trờng việc nghiên cứu phát triển HTTĐL ứng dụng lĩnh vực đợc quan tâm hàng đầu Có thể kể đến quan, công ty hàng đầu nh− ESRI (Environmental System Research Institute), INTERGRAPH, COMPUTERVISION Thêi kỳ đợc đánh dấu phát triển mạnh kỹ thuật viễn thám hệ xử lý ảnh Thời kỳ năm 80, xuất hớng phát triển mạnh HTTĐL: HTTĐL chuyên dụng cho số lĩnh vực quan trọng sử dụng, quản lý tài nguyên, môi trờng Điển hình phần mềm: LIS(Land Information System), PIMS(Port Management Information System) download by : skknchat@gmail.com IDRISI, ILWIS (Intergreted Land and Water Information System), PCI, SPAND C«ng nghệ vi điện tử công nghệ sản xuất máy tính cá nhân phát triển mạnh điều kiện thuận lợi để thúc đầy HTTĐL trở thành công nghệ có giá trị nghiên cứu, quản lý quy hoạch lĩnh vực liên quan tới lÃnh thổ Theo tác giả R.F.Tomlinson thời kỳ nhảy vọt tốc độ tính toán, xử lý số liệu không gian HTTĐL (R.F.Tomlinson, 1984) Đây thời kỳ bùng nổ ứng dụng HTTĐL Công nghệ HTTĐL đà lan truyền nhanh chóng đến nớc phát triển ngày đợc ứng dụng mạnh mẽ lĩnh vực địa lý, đồ Hiện nay, ứng dụng HTTĐL đa dạng phỉ biÕn Cã thĨ chia c¸c øng dơng theo c¸c hớng sau: Bảng 1.1: Những lĩnh vực ứng dơng chÝnh cđa HTT§L LÜnh vùc øng dơng GIS Hỗ trợ -Hỗ trợ định vị ống ngầm, cáp ngầm quản lý -Hỗ trợ qui hoạch -Trong mạng lới dịch vụ viễn thông -Trong quy hoạch theo dõi sử dụng lợng Quản lý tài -Nghiên cứu thích hợp mùa vụ nguyên môi -Trong quản lý đất nông nghiệp, quản lý rừng, nguồn nớc đất ẩm ớt trờng -Phân tích tác động môi trờng, giám sát chất thải -Giám sát thảm hoạ thiên nhiên giảm nhẹ ảnh hởng Mạng lới -Hớng dẫn, điều khiển giao thông (lịch trình, tuyến đờng) giao thông -Vị trí nhà đờng -Lựa chọn khu vực -Quy hoạch giao thông download by : skknchat@gmail.com LÜnh vùc øng dơng GIS Qui ho¹ch -Qui hoạch đô thị xây dựng -Qui hoạch vùng -Tuyến, vị trí xa lộ -Phát triển dịch vụ công cộng -Quản lý địa thông tin đất -Thuế -Quy hoạch sử dụng đất Hệ thống 1.1.2 Lợc sư øng dơng HTT§L ë ViƯt Nam ë n−íc ta, công nghệ HTTĐL đợc ứng dụng phát triển nhanh chãng cïng víi c«ng nghƯ th«ng tin nãi chung Thời kỳ đầu năm 80, thiết bị phần cứng thiếu thốn nh bắt đầu hiểu biết tiếp xúc với HTTĐL, cha nhập đợc phần mềm mạnh nên khả ứng dụng HTTĐL thấp Chúng ta biên tập in ấn đồ với hỗ trợ máy tính điện tử Vào cuối năm 80, với sách mở của Đảng Nhà nớc cộng với phát triển mạnh mẽ máy tính cá nhân thiết bị phụ trợ khác, ứng dụng bớc đầu HTTĐL máy tính cá nhân đà đợc ứng dụng lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên số lĩnh vực khác Đặc điểm bật thời kỳ ứng dụng HTTĐL đợc triển khai phần mềm tự phát triển Các ứng dụng đáng kể là: hệ CAMAPS / FEWGIS TS Lại Huy Phơng công ty AIC đợc phát triển Viện Điều tra Quy hoạch rừng Học viện Kỹ thuật Quân øng dơng l©m nghiƯp HƯ POPMAP cđa Vị Duy Mẫn ngời khác (nnk) ứng dụng lĩnh vực điều tra dân số Hệ WINGIS công ty DOLSOFT Ngoài có phần mềm nớc đợc mua sử dụng nớc nh MAPINFO, ARC/INFO, ILWIS, PCI, SPAN (Trung t©m t− vÊn download by : skknchat@gmail.com thông tin lâm nghiệp - Viện Điều tra Quy hoạch rừng, Tổng cục Địa chính, Viện Quy hoạch thiết kế nông nghiệp, Viện Địa lý, Viện Địa chất ) Đặc trng giai đoạn sử dụng công nghệ số hóa bàn số hóa (Digitizer) nên tốc độ số hóa chậm, đồng thời giá thành thiết bị phần cứng (máy tính, bàn số hóa, máy in khổ rộng) đắt nên hạn chế khả phát huy rộng rÃi ứng dụng HTTĐL Từ năm 1995 lại giai đoạn phát triển mạnh mẽ HTTĐL Việt Nam Cùng với phát triển công ty máy tính đồng thời giá thành thiết bị phần cứng giảm mạnh việc ứng dụng phần mềm tiên tiến công nghệ HTTĐL kết hợp với công nghệ viễn thám, công nghệ số hóa đồ từ ảnh quét làm tăng khả số hóa đồ gốc đà tạo điều kiện mở rộng phạm vi lĩnh vực ứng dụng HTTĐL quan thuộc ngành khác Điển hình dự án Dự án GIS quốc gia phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên giám sát môi trờng(1995-1999), Bộ Khoa học công nghệ môi trờng Ngoài ngành lâm nghiệp, nông nghiệp đặc biệt địa đà có đầu t quy mô nhằm đổi công nghệ thành lập đồ quản lý đất đai Những lĩnh vực đà ứng dụng công nghệ HTTĐL có hiệu là: quy hoạch quản lý lâm nghiệp, quy hoạch đất nông nghiệp, địa chính, du lịch, khí tợng thủy văn, địa chất khoáng sản dầu khí, quản lý xây dựng, quy hoạch đô thị, quy hoạch nông thôn, quản lý môi trờng, an ninh quốc phòng 1.2 ứng dụng HTTĐL đánh giá quy hoạch sử dụng đất Đà từ lâu, công tác đánh giá quy hoạch sử dụng đất đai thu hút đợc quan tâm nhiều nhà khoa học tổ chức quốc tế giới Để hạn chế thoái hóa đất việc đánh giá khả đất điều chỉnh trình sử dụng đất cần thiết chất việc phát triển bền vững Trên thực tế, việc đánh giá đất đà đợc thực riêng lẻ nhiều quốc gia giới Các công trình đánh giá đất đai đà đợc thực Liên Xô (cũ) download by : skknchat@gmail.com nớc Đông Âu từ năm 60 nhằm đánh giá lớp phủ thổ nhỡng, đánh giá khả sản xuất đất đai đánh giá kinh tế đất Tại Hoa Kỳ, từ năm 1964, công việc đánh giá đất đai đợc tiến hành theo tiêu hạn chế thổ nhỡng mục tiêu canh tác Có thể coi dạng đánh giá đất có gắn với trạng sử dụng Hệ thông tin địa lí (GIS) với kỹ thuật viễn thám công cụ hữu hiệu cho phép thu thập, quản lí, phân tích hiển thị liệu có liên quan đến việc quản lí sử dụng lÃnh thổ Từ năm 1995 trở lại đây, HTTĐL đà đợc áp dụng thành công lĩnh vực đánh giá đất quy hoạch sử dụng đất thể qua công trình nghiên cứu sau: - Công trình " øng dông kü thuËt tin häc - GIS điều tra quy hoạch quản lý rừng Việt Nam" tác giả Lại Huy Phơng năm 1995 Đề tài đà hình thành công nghệ - quy trình ứng dơng kü tht tin häc - GIS ®Ĩ xư lý thông tin-bản đồ máy tính, phục vụ yêu cầu phân tích nghiên cứu công tác điều tra, quy hoạch quản lý rừng nớc ta Các ứng dụng đợc thể quy hoạch phân cấp phòng hộ đầu nguồn sông Sê san Sê rê pốc; phân loại tiềm xói mòn gia tốc; xây dựng quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh Bắc Thái (cũ); kết ứng dụng HTTĐL dự án trồng rừng PAM - Tác giả Nguyễn Huy Phồn năm 1996 đà tiến hành nghiên cứu đánh giá kiểu sử dụng đất nhằm định hớng cho sử dụng đất nông lâm nghiệp vùng miền núi trung tâm Bắc Công trình đà vận dụng phơng pháp đánh giá thích nghi đất đai FAO công nghệ GIS để nghiên cứu phân chia đơn vị đất đai, tổng hợp kiểu sử dụng đất đai có Từ phân hạng thích nghi cho đơn vị đất đai đề định hớng sử dụng đất cho vùng nghiên cứu download by : skknchat@gmail.com - Tác giả Phạm Văn Cự nnk năm 1997 đà tiến hành đề tài " Mô hình hóa không gian đất xói mòn huyện Thanh Hòa, Vĩnh Phú (cũ)" Đề tài đà đánh giá mức độ xói mòn đất huyện Thanh Hòa thông qua yếu tố địa hình, dòng chảy, thông qua đặc điểm thổ nhỡng lớp phủ thực vật mô hình tính toán không gian hợp lý - Một số công trình khác nh:"Phân loại sử dụng vùng đất ngập nớc tỉnh Quảng Trị công nghệ HTTĐL" Nguyễn Trờng Khoa, Mai Đình Yên, Trần Văn ý, Nguyễn Đức Hiển năm 2001 - "ứng dụng kỹ thuật GIS hệ thống đánh giá đất tự động (ALES) đánh giá khả thích nghi đất đai tự nhiên cho đất lúa tỉnh Sóc Trăng đồng sông Cửu Long" tác giả Võ Thị Bé Năm, năm 2000 Nhìn chung, công trình đánh giá quy hoạch sử dụng đất đai đà ứng dụng kỹ thuật công nghệ mới, đại (kỹ thuật GIS công nghệ viễn thám) vào nghiên cứu Phần lớn đề tài đà tiến hành điều tra, đánh giá đất đai, phân tích hệ thống sử dụng đất, phân tích, đánh giá ảnh hởng, tác động đến kinh tế - xà hội, môi trờng đà đề xuất giải pháp nhằm sử dụng đất đai cách hợp lý có hiệu Tuy nhiên, phơng án đợc xây dựng vào số quy định, có vấn đề cha đợc cụ thể hóa để phù hợp với tình hình thực tế địa phơng Những thông tin điều kiện tự nhiên, kinh tế - xà hội, môi trờng cha đợc tổ chức thành ngân hàng liệu có tính hệ thống đồng Do đó, vừa không bảo đảm chất lợng vừa không cung cấp kịp thời thông tin cho việc xử lý, phân tích xây dựng phơng án Việc xây dựng phơng án sử dụng đất, đánh giá, so sánh, lựa chọn phơng án tối u thờng đợc đề cập đến Đa phần công trình cha đa đợc phơng án khác kèm theo tính toán so sánh khía cạnh kinh tế, xà hội, môi trờng nhằm giúp nhà quản lý, nhà định lựa chọn để thực download by : skknchat@gmail.com ... thuật canh tác, bảo vệ đất Việc xây dựng CSDL thiếu vai trò công nghệ GIS Vì đà thực đề tài: ứng dụng hệ thông tin địa lý (GIS) để xây dựng sở liệu phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp tỉnh... định sở khoa học việc xây dựng CSDL đáp ứng cho mục tiêu phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp - Xác định sở công nghệ, quy trình xây dựng CSDL công nghệ GIS nhằm phục vụ quy hoạch sử dụng đất. .. Chơng 3: Cơ sở khoa học v công nghệ việc xây dựng CSDL phục vụ quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp 3.1 Cơ sở khoa học việc xây dựng CSDL phục vụ QHSDĐ 3.1.1 Các khái niệm a Khái niệm đất đai Đất đai