(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp markok ca và gis để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh phú thọ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI NGUYỄN KHÁNH TỒN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TÍCH HỢP MARKOV-CA VÀ GIS ĐỂ DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Hà Nội, 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI NGUYỄN KHÁNH TỒN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TÍCH HỢP MARKOV-CA VÀ GIS ĐỂ DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN AN THỊNH Hà Nội, 2018 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: PGS.TS Nguyễn An Thịnh Cán chấm phản biện 1: TS Nguyễn Thị Khuy Cán chấm phản biện 2: TS Nguyễn Tiến Cường Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 16 tháng năm 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những kết nghiên cứu trình bày luận văn hồn tồn trung thực, tơi, khơng vi phạm điều luật sở hữu trí tuệ pháp luật Việt Nam Nếu sai, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước pháp luật Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả Luận văn iii LỜI CẢM ƠN Được trí trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội, Khoa Quản lý đất đai, tiến hành làm luận văn “Nghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp Markok- CA GIS để dự báo biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ” Trong q trình học tập hồn thành luận văn ngồi cố gắng nỗ lực thân, nhận giúp đỡ thầy cô giáo, gia đình bạn bè Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Quản lý đất đai trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Hà Nội tồn thể thầy giáo dạy dỗ, quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập rèn luyện trường thời gian qua Đặc biệt để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi nhận quan tâm giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn An Thịnh Thầy tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Khánh Toàn iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC THÔNG TIN LUẬN VĂN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý luận sử dụng đất 1.1.1 Sử dụng đất 1.1.2 Cơ sở khoa học biến động sử dụng đất lớp phủ 1.1.3 Sử dụng đất, biến động sử dụng đất giới Việt Nam 12 1.2 Mơ hình hóa Markov-CA dự báo biến động sử dụng đất 20 1.2.1 Khái niệm mơ hình, mơ hình hóa mơ hình hóa khơng gian 20 1.2.2 Mơ hình hóa biến động sử dụng đất 21 1.2.3 Khái niệm ứng dụng chuỗi Markov 22 1.2.4 Mạng tự động (Cellular Automata - CA) 24 1.3 Tổng quan cơng trình nghiên cứu 26 1.3.1 Trên giới 26 1.3.2 Tại Việt Nam .31 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 34 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 34 v 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 34 2.2 Nội dung nghiên cứu 34 2.3 Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Phương pháp phân tích tổng quan tài liệu 34 2.3.2 Phương pháp khảo sát thực địa 35 2.3.4 Phương pháp phân tích, mơ hình hóa khơng gian Markov - CA 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sử dụng đất tỉnh Phú Thọ 41 3.1.1 Nguồn lực tự nhiên tài nguyên thiên nhiên 41 3.1.2 Nguồn lực kinh tế - xã hội 50 3.1.3 Đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội 57 3.2 Đánh giá trạng sử dụng đất giai đoạn 2005 – 2015 sở tư liệu ảnh viễn thám .60 3.2.1 Xây dựng đồ lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2005, 2010, 2015 .60 3.2.2 Đánh giá trạng sử dụng đất giai đoạn 2005 - 2015 65 3.3 Dự báo biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ đến năm 2020 - 2025 .72 3.3.1 Quy trình nghiên cứu 72 3.3.2 Phân cấp thích hợp 74 3.3.3 Xây dựng ma trận chuyển dịch dựa vào chuỗi Markov 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined vi THÔNG TIN LUẬN VĂN Họ tên học viên: Nguyễn Khánh Tồn Lớp: CH2B.QĐ Khố: 2B (2016 - 2018) Cán hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn An thịnh Tên đề tài: Nghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp Markov – CA GIS để dự báo biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ Thông tin luận văn: - Tổng quan tài liệu xây dựng sở lý luận ứng dụng mô hình Markov - CA dự báo xu hướng biến động sử dụng đất - Đánh giá nhân tố ảnh hưởng tới biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ - Đánh giá trạng sử dụng đất tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2005 - 2015 sở tư liệu ảnh viễn thám - Dự báo biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ đến năm 2025 sở mơ hình Markov - CA GIS vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT FAO Tổ chức lương thực nông nghiệp Liên Hợp Quốc LUCC Biến động sử dụng đất lớp phủ TDB Thời điểm dự báo TCT Mốc thời gian cận trình đánh giá TCD Mốc thời gian cận trình đánh giá CA Cellular Automata - Mạng tự động MCE Multi Criteria Evaluation - Đánh giá đa tiêu viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tỉ lệ % đất tự nhiên đất nơng nghiệp tồn giới 13 Bảng 1.2 Biến động diện tích đất nơng nghiệp tồn quốc 17 Bảng 1.3 Biến động diện tích đất 2015 18 Bảng 3.1 Đặc trưng hình thái sơng địa bàn tỉnh Phú Thọ 45 Bảng 3.2 Hiện trạng sủ dụng đất tỉnh Phú Thọ ( tính đến 31/12/2016) 46 Bảng 3.3 Hiện trạng rừng theo chức sử dụng 48 Bảng 3.4 Sản lượng khai thác số loại tài nguyên địa bàn tỉnh Phú Thọ 50 Bảng 3.5 Diện tích, dân số mật độ dân số huyện năm 2016 51 Bảng 3.6 Đóng góp khu vực kinh tế vào GDP toàn tỉnh qua năm 55 Bảng 3.7 Hệ thống giải ảnh lớp phủ mặt đất 61 Bảng 3.8 Hệ thống mẫu giải đoán ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu 63 Bảng 3.9 Bảng biến động diện tích đất đai tỉnh Phú Thọ 72 Bảng 3.10 Diện tích loại hình sử dụng đất tỉnh Phú Thọ năm 2005, 2010, 2015, 2020, 2025 (đơn vị: ha) .93