luận án tiến sĩ giám sát thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh bến tre

Để góp phÅn giám sát đÅy đă và káp thái về thay đái sÿ dāng đÃt hỗ trÿ công tác quÁn lý và phát triển đÃt đai bền vāng đáp ąng các kách bÁn phát triển kinh tÁ và biÁn đái đái khí hÁu căa

BÞ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O

TR¯àNG Đ¾I HæC NÔNG LÂM TP Hì CHÍ MINH

Chuyên ngành: QuÁn lý Tài nguyên và Môi tr°áng Mã së: 9.85.01.01

LUÀN ÁN TI¾N S)

NGÀNH QUÀN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR¯àNG

Tp Hí Chí Minh, nm 2024

BÞ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O

TR¯àNG Đ¾I HæC NÔNG LÂM TP Hì CHÍ MINH -

LÊ NGæC LÃM

Chuyên ngành: QuÁn lý Tài nguyên và Môi tr°áng Mã së: 9.85.01.01

LUÀN ÁN TI¾N S)

NGÀNH QUÀN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR¯àNG

Cán bß h°ßng d¿n: PGS.TS Lê Vn Trung

Tp Hí Chí Minh, nm 2024

LàI CAM ĐOAN

Tác giÁ xin cam đoan đây là công trình nghiên cąu căa bÁn thân tác giÁ d°ßi sự h°ßng d¿n căa PGS.TS Lê Văn Trung

Các kÁt quÁ nghiên cąu và các kÁt luÁn trong luÁn án này là trung thực và không sao chép tć bÃt kỳ một ngußn nào và d°ßi bÃt kỳ hình thąc nào

Viác tham khÁo các ngußn tài liáu (nÁu có) đã đ°ÿc thực hián trích d¿n và ghi ngußn tài liáu tham khÁo đúng quy đánh

Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2024

Tác giÁ luÁn án

LÊ NGæC LÃM

LàI CÀM ¡N

Tác giÁ xin chân thành cÁm ¢n Ban giám hiáu, Phòng đào t¿o Sau đ¿i học căa tr°áng Đ¿i học Nông Lâm TP Hß Chí Minh, đã t¿o điều kián thuÁn lÿi để NCS học tÁp, nghiên cąu và thực hián LuÁn án

Lái tri ân căa tác giÁ xin gÿi tßi quý thÅy, Khoa Môi tr°áng và Tài nguyên, Khoa QuÁn lý đÃt đai và BÃt động sÁn đã hỗ trÿ và chia sẻ kinh nghiám quý báu trong suốt thái gian tham gia học tÁp và thực hián các chuyên đề căa LuÁn án

Đặc biát, tác giÁ xin bày tỏ lòng biÁt ¢n sâu sÃc tßi PGS.TS Lê Văn Trung đã động viên và h°ßng d¿n tÁn tình trong suốt thái gian học tÁp và thực hián luÁn án

Tác giÁ cũng xin chân thành cÁm ¢n Ban lãnh đ¿o Sã Tài nguyên và Môi tr°áng BÁn Tre đã t¿o điều kián và cho phép tiÁp cÁn và sÿ dāng các số liáu trong quá trình thực hián các chuyên đề Bên c¿nh đó, tác giÁ gÿi lái cÁm ¢n tßi tÃt cÁ các b¿n đßng nghiáp đã có nhāng chia sẻ và hỗ trÿ nhiát tình trong quá trình học tÁp, nghiên cąu khoa học và thực hián các dự án liên quan đÁn kÁt quÁ thực hián LuÁn án

Cuối cùng, tác giÁ bày tỏ lái cÁm ¢n gia đình đã t¿o nhāng điều kián tốt nhÃt, hỗ trÿ d°ßi nhiều hình thąc để tác giÁ hoàn thành nhiám vā học tÁp, phát triển các ý t°ãng nghiên cąu và triển khai các công bố khoa học

Xin chân thành cÁm ¢n!

Nghiên cąu sinh

Lê Ngçc Lãm

TÓM TÂT

ĐÃt đai là một trong nhāng ngußn tài nguyên quan trọng, đóng vai trò nền tÁng trong các ho¿t động phát triển kinh tÁ và xã hội (KT-XH) Đã có nhiều nghiên cąu về mô phỏng biÁn động đÃt đai và phân tích xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt nhằm tìm ra các quy luÁt thay đái dựa trên c¢ sã điều kián tự nhiên, tác động căa thiên tai và ho¿t động nhân sinh, để t¿o ra các giÁi pháp phù hÿp hỗ trÿ trong công tác quy ho¿ch và thực thi chiÁn l°ÿc phát triển bền vāng BÁn Tre là một trong các tßnh thuộc đßng bằng sông Cÿu Long cháu Ánh h°ãng nặng nề nhÃt căa biÁn đái khí hÁu (BĐKH) và mực n°ßc biển dâng Các tác động tiêu cực căa BĐKH bao gßm: h¿n hán, xâm nhÁp mặn, ngÁp lāt, xói mòn bá sông, đã Ánh h°ãng đÁn các ho¿t động dân sinh và phát triển KT-XH căa đáa ph°¢ng

Để góp phÅn giám sát đÅy đă và káp thái về thay đái sÿ dāng đÃt hỗ trÿ công tác quÁn lý và phát triển đÃt đai bền vāng đáp ąng các kách bÁn phát triển kinh tÁ và biÁn đái đái khí hÁu căa Tßnh BÁn Tre, LuÁn án đã phân tích đ°ÿc xu thÁ biÁn động và các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt cho thÃy đ°ÿc tiềm năng chuyển đái giāa các lo¿i đÃt qua đó đề xuÃt giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt dựa trên công nghá tích hÿp GIS (Geographic Information Systems) vßi Vißn thám RS (Remote Sensing) và dự báo thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu theo mô hình toán: LCM (Land Change Modeler) và MOLUSCE (Modules for Land Use Change Evaluation)

LuÁn án đã đánh giá hián tr¿ng sÿ dāng đÃt, phân tích xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt và các yÁu tốt tác động giai đo¿n 2009 3 2019 cho các huyán ven biển thuộc tßnh BÁn Tre Ành vá tinh Landsat đ°ÿc áp dāng trong viác xây dựng bÁn đß xâm nhÁp mặn, h¿n hán và đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt BÁn đß đáa hình, đáa chính, bÁn đß chuyên đề, số liáu kinh tÁ xã hội, dā liáu điều tra thực đáa đ°ÿc xÿ lý hình thành c¢ sã dā liáu GIS trên nền tÁng mã ngußn mã QGIS để tích hÿp vßi mô hình thay đái sÿ dāng đÃt (LCM) và MOLUSCE trong trong phân tích không gian và l°ÿng hóa mąc độ Ánh h°ãng tćng yÁu tố đÁn thay đái sÿ dāng đÃt KÁt quÁ đ¿t đ°ÿc căa nghiên cąu đã góp phÅn hỗ trÿ tích cực cho nhà quÁn lý trong viác phân tích và mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt phāc vā giám sát đÃt đai dựa vào lách sÿ thay đái và các yÁu tố tác động là biểu hián căa BĐKH đÁn các huyán ven biển t¿i tßnh BÁn Tre

Tć kÁt quÁ đ¿t đ°ÿc, LuÁn Án đã đề xuÃt các giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu bao gßm: (1) GiÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt theo ph°¢ng án quy ho¿ch đã đ°ÿc phê duyát (2) GiÁi pháp cung cÃp thông tin thay đái sÿ dāng đÃt thông qua công cā WebGIS trên nền tÁng mã ngußn mã (3) GiÁi pháp giám sát h¿n hán và xâm nhÁp mặn bằng công nghá tích hÿp GIS và vißn thám (4) GiÁi pháp về chuyển đái c¢ cÃu cây trßng thích ąng vßi BĐKH Các giÁi pháp đề xuÃt đã minh chąng tính khÁ thi và hiáu quÁ mang l¿i trong viác giám sát thay đái sÿ dāng đÃt và hỗ trÿ đánh h°ßng đÁn năm 2050 cho tßnh BÁn Tre KÁt quÁ nghiên cąu đã t¿o c¢ sã khoa học để áp dāng cho các khu vực khác trong khu vực đßng bằng sông Cÿu Long

ABSTRACT

Land is a crucial resource that has a significant impact on economic and social development activities Therefore, many studies have conducted simulations of land changes and analysis of land use trends The objective is to determine the law of fluctuations based on natural conditions, the impact of natural disasters, and human activities Since then, the research has come up with solutions in land use planning towards sustainable development Ben Tre is one of the provinces of the Mekong Delta, most affected by climate change due to sea level rise The negative impacts of climate change include: saline intrusion, flooding, river erosion, etc., which have affected the local people's activities and socio-economic development of this province

In order to contribute to providing adequate information on land use changes for managing and developing sustainable land according to the scenarios of socio-economic development and climate change of Ben Tre Province The thesis proposes a solution in monitoring land use change based on GIS (Geographic Information Systems) with remote sensing RS (Remote Sensing) and forecasting of land use change in the climate change context based on math models: LCM (Land Change Modeler) and MOLUSCE (Modules for Land Use Change Evaluation)

The thesis has systematized the scientific basis to create solutions in providing information on the current state of land use, thereby analyzing the trend of land use change in the period 2009 - 2019 for Ben Tre province In this study, Landsat satellite images are applied experimentally in establishing maps of saltwater intrusion and drought as well as evaluating land cover change In addition, topographic maps, cadastral data, socio-economic are processed to form a GIS database on the open source QGIS platform The integration of the above data types with LCM and MOLUSCE models in spatial analysis is aimed at quantifying the influence of each factor on land use change Based on the history of change and analysis of the main impact factors of climate change, the study has actively contributed to the managers in analyzing and simulating the situation of land use change in coastal districts of Ben Tre province

From the results, the thesis has proposed solutions to monitor land use change in the context of climate change, including: (1) Monitoring land use changes according to approved land used planning (2) Provides information on land use changes (3) Monitoring drought and saltwater intrusion (4) Transforming the crop structure to adapt to climate change The proposed solutions have demonstrated their feasibility and effectiveness in monitoring land use changes in Ben Tre province The research results are a scientific basis for application to other areas in the Mekong Delta

3 Đối t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu 2

4 Nội dung nghiên cąu 3

5 Ph°¢ng pháp nghiên cąu 3

6 Nhāng luÁn điểm cÅn thực hián căa luÁn án 3

7 Nhāng đóng góp mßi căa luÁn án 4

8 Ý nghĩa khoa học và thực tißn 4

9 CÃu trúc căa luÁn án 5

CH¯¡NG 1 TàNG QUAN 6

1.1 C¢ sã lý luÁn 6

1.1.1 Sÿ dāng đÃt 6

1.1.2 Thay đái sÿ dāng đÃt 6

1.1.3 Nguyên nhân thay đái sÿ dāng đÃt 8

1.1.4 BiÁn đái khí hÁu 9

1.2 Mô hình dự báo và mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt 11

1.2.1 Mô hình thay đái sÿ dāng đÃt LCM (Land Change Modeler) 12

1.2.2 Mô hình CLUE-S (the Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent): 131.2.3 Mô hình thay đái sÿ dāng đÃt CLUMondo 13

1.2.4 Mô hình đa tác tÿ ABM (Agen 3 Base Model) 14

1.2.5 Mô hình Markov - CA (Markov 3 Cellular Automata) 15

1.2.6 Mô hình MOLUSCE (Modules for Land Use Change Evaluation) 16

1.3 Vißn thám và Há thống thông tin đáa lý 18

1.3.1 Vißn thám (Remote Sensing) 18

1.3.2 Há thống thông tin đáa lý (Geographic Information Systems - GIS) 19

1.3.3 Tích hÿp GIS và Vißn thám 20

1.4 Táng quan các nghiên cąu có liên quan 21

1.4.1 Nghiên cąu trên thÁ gißi 21

1.4.2 Nghiên cąu t¿i Viát Nam 25

1.4.3 Đánh giá chung 30

1.5 Táng quan vùng nghiên cąu 32

1.5.1 Đáa hình 33

1.5.2 Khí hÁu 33

1.5.3 Thăy hÁi văn 34

1.5.4 Tài nguyên thiên nhiên 35

CH¯¡NG 2 DĀ LIàU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĄU 38

2.2.3 Ph°¢ng pháp đánh giá Ánh h°ãng các yÁu tố tự nhiên đÁn thay đái sÿ dāng đÃt 53

2.2.4 Ph°¢ng pháp điều tra khÁo sát thu thÁp thông tin 59

2.2.5 Ph°¢ng pháp đánh giá xu thÁ, mąc độ biÁn đái các yÁu tá khí hÁu 59

CH¯¡NG 3 KÀT QUÀ VÀ THÀO LUÀN 64

3.1 Đánh giá hián tr¿ng sÿ dāng đÃt năm 2019 64

3.1.1 Hián tr¿ng sÿ dāng đÃt nông nghiáp 64

3.1.2 Hián tr¿ng sÿ dāng đÃt phi nông nghiáp 66

3.2 Đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt giai đo¿n 2009 - 2019 71

3.2.1 GiÁi đoán Ánh 71

3.2.2 Chu chuyển đÃt đai 76

3.2.3 Phân tích thay đái sÿ dāng đÃt 86

3.3 Đánh giá các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu giai đo¿n 2009 3 2019 các huyán ven biển tßnh BÁn Tre 90

3.3.1 Phân cÃp giá trá các yÁu tố tác động 90

3.3.2 Chọn m¿u giá trá các biÁn độc lÁp 91

3.3.8 Đánh giá t°¢ng quan giāa các yÁu tố đÁn thay đái sÿ dāng đÃt 116

3.4 Đánh giá tiềm năng chuyển đái và kiểm đánh mô hình 122

3.4.1 Xác đánh chß số tiềm năng chuyển đái (Cramer’S V) 122

3.4.2 Đánh giá tiềm năng chuyển đái giāa các lo¿i đÃt 124

3.4.3 Hiáu chßnh mô hình 126

3.5 Mô phỏng sÿ dāng đÃt đÁn năm 2029, 2039 và 2049 128

3.5.1 Dián tích biÁn động qua các giai đo¿n 128

3.5.2 Xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu 132

3.6 Đề xuÃt giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong điều kián BĐKH 136

3.6.1 GiÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt theo ph°¢ng án quy ho¿ch 137

3.6.2 GiÁi pháp cung cÃp thông tin thay đái sÿ dāng đÃt 137

3.6.3 GiÁi pháp giám sát h¿n hán và xâm nhÁp mặn 138

3.6.4 GiÁi pháp chuyển đái c¢ cÃu cây trßng thích ąng vßi BĐKH 139

DANH MĀC CÁC TĂ VI¾T TÂT

ADB Ngân hàng phát triển Châu Á Asia Development Bank AHP Phân tích thą bÁc Analytic Hierarchy Process ANN M¿ng n¢-ron thÅn kinh nhân t¿o Artificial Neural Network AR4 Báo cáo lÅn thą 4 căa IPCC Fouth Assessment Report

BĐSDĐ BiÁn động sÿ dāng đÃt Land Use Change

ĐBSCL Đßng Bằng Sông Cÿu Long Mekong Delta

BTNMT Bộ Tài Nguyên và Môi Tr°áng Ministry of Natural Resources and Environment

CEP Ch°¢ng trình môi tr°áng cốt lõi Core Environment Program

CLUE-S

Mô hình chuyển đái sÿ dāng đÃt và các tác động căa nó ã cÃp đáa ph°¢ng

the Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent

CLUMondo Phiên bÁn mßi nhÃt căa mô hình CLUE-S

CMI Chß số độ ẩm cây trßng Crop Moisture Index CURBA Mô hình phân tích đô thá và đa d¿ng

sinh học bang California

California Urban and Biodiversity Analysis Model

EC Độ d¿n đián căa đÃt Electrical Conductivity EVI Chß số thực vÁt tăng c°áng Enhanced Vegetation Index

FAO Tá chąc l°¢ng - nông thÁ gißi Food and Agriculture Organization FAR Báo cáo lÅn thą nhÃt căa IPCC First Assessment Report

Tă vi¿t tÃt Tên ti¿ng Viát Tên ti¿ng anh

GDVI Chß số khác biát thực vÁt táng quát Generalized Difference Vegetation Index

GIS Há thống thông tin đáa lý Geographic Information Systems GRASS Há thống hỗ trÿ phân tích tài nguyên

đáa lý

Geographic Resources Analysis Support System

GSM Há thống mô phỏng phát triển Growth Simulation Model

IPCC Ăy ban Liên chính phă về BiÁn đái Khí hÁu

Intergovernmental Panel on Climate Change

IUCN Liên minh quốc tÁ bÁo tßn tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên

International Union for Conservation of Nature and Natural Resources

LCM Mô hình thay đái đÃt đai Land Change Modeler

LST Chß số nhiát độ bề mặt đÃt Land Surface Temperature LUCAS Há thống phân tích thay đái sÿ dāng

đÃt

Land Use Change Analysis System

LULCC Sÿ dāng đÃt/thay đái lßp phă mặt đÃt

Land Use/Land Cover Change

LULC Sÿ dāng đÃt/lßp phă mặt đÃt Land Use/Land Cover

LUMP Mô hình sÿ dāng đÃt Land Use Modeling Platform MCA Phân tích đa tiêu chí Multi Criteria Analysis MFF Rćng ngÁp mặn cho T°¢ng lai Mangroves For the Future

MLC Phân lo¿i cực đ¿i gÅn nhÃt Maximum Likelihood Classification MLP M¿ng N¢-ron nhiều lßp MultiLayer Perceptron

MOLUSCE Mô hình đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt

Modules for Land Use Change Evaluation

Tă vi¿t tÃt Tên ti¿ng Viát Tên ti¿ng anh

NDSI Chß số khác biát độ mặn Normalize Difference Salinity Index

NDVI Chß số phát triển thực vÁt Normalized Difference Vegetation Index NDWI Chß số l°ÿng n°ßc trong lá Normalized Difference Water Index

PCA Phân tích thành phÅn chính Principal Component Analysis PDSI Chß số mąc độ nghiêm trọng căa h¿n

hán

Palmer Drought Severity Index

SAR Báo cáo lÅn thą hai cùa IPCC Second Assessment Report SAVI Chß số thực vÁt có hiáu chßnh đÃt Soil Ajusted Vegetation Index

SPI Chß số bốc h¢i tiêu chuẩn Standardized Precipitation Index

Terre

SWIR Vùng hßng ngo¿i sống ngÃn Short Wave Infra Red

SWSI Chß số cung cÃp n°ßc tiêu chuẩn Standardized Water Supply Index TAR Báo cáo lÅn thą ba căa IPCC Third Assessment Report

TVDI Chß số khô h¿n theo quan há nhiát độ - thực vÁt

Temperature Vegetation Dryness Index

UNEP Ch°¢ng trình Môi tr°áng Liên Hiáp Quốc

United Nations Environment Programme

Tă vi¿t tÃt Tên ti¿ng Viát Tên ti¿ng anh

VSSI Chß số mặn thực vÁt Vegetation Soil Salinity Index

Committee

WMO Tá chąc khí t°ÿng thÁ gißi World Meteorological Organization

DANH MĀC BÀNG

BÁng 1.1 Một số ph°¢ng pháp mô phỏng trên thÁ gißi 11

BÁng 1.2 Các nhóm và lo¿i đÃt ã tßnh BÁn Tre 36

BÁng 2.1 Ngußn tài liáu sÿ dāng 40

BÁng 2.2 Thông tin Ánh Landsat sÿ dāng trong nghiên cąu 40

BÁng 2.3 Xây dựng bộ dā liáu m¿u trong phân lo¿i thành lÁp bÁn đß 44

BÁng 2.4 Công thąc tính chß số độ mặn dựa trên các kênh phá Ánh Landsat 8 OLI 55

BÁng 2.5 Các chß số vÁt lý khác 56

BÁng 2.6 Phân cÃp độ mặn trong đÃt theo EC (dS/m) 56

BÁng 2.7 Phân cÃp chß số khô h¿n TVDI 57

BÁng 3.1 Hián tr¿ng sÿ dāng đÃt nông nghiáp năm 2019 64

BÁng 3.2 Hián tr¿ng sÿ dāng đÃt phi nông nghiáp năm 2019 67

BÁng 3.3 Số l°ÿng điểm m¿u phân theo lo¿i hình SDĐ 73

BÁng 3.4 Ma trÁn sai số phân lo¿i Ánh Landsat 2009 74

BÁng 3.5 Ma trÁn sai số phân lo¿i Ánh Landsat 2019 74

BÁng 3.6 Gom nhóm các lo¿i đÃt 75

BÁng 3.7 Chu chuyển các lo¿i đÃt giai đo¿n 2009 - 2019 78

BÁng 3.8 Phân cÃp các biÁn độc lÁp trong mô hình hßi quy 90

BÁng 3.9 Phân cÃp độ mặn trong đÃt theo EC (dS/m) 103

BÁng 3.10 KhÁo sát t°¢ng quan phÁn x¿ phá vßi giá trá EC 106

BÁng 3.11 KhÁo sát t°¢ng quan phÁn x¿ phá vßi giá trá EC 107

BÁng 3.12 Phân cÃp chß số khô h¿n TVDI 110

BÁng 3.13 Thống kê dián tích khô h¿n năm 2009, 2019 115

BÁng 3.14 Phân bố điểm m¿u theo lo¿i đÃt 117

BÁng 3.15 KÁt quÁ phân tích các há số 118

BÁng 3.16 Phân lo¿i biÁn động 118

BÁng 3.17 Các biÁn trong mô hình hßi quy 118

BÁng 3.18 KÁt quÁ kiểm tra đa cộng tuyÁn: 119

BÁng 3.19 Phân lo¿i biÁn động 120

BÁng 3.20 Các biÁn trong mô hình hßi quy 120

BÁng 3.21 T°¢ng quan Pearson giāa các biÁn giÁi thích 122

BÁng 3.22 Chß số Cramer’S V căa các lo¿i đÃt 122

BÁng 3.23 Đánh giá độ chính xác 125

BÁng 3.24 Đánh giá độ chính xác qua các giai đo¿n 127

BÁng 3.25 Mô phỏng dián tích sÿ dāng đÃt đÁn năm 2049 129

Hình 1.6 Thay đái sÿ dāng đÃt t¿i đô thá 22

Hình 1.7 Mô hình thay đái sÿ dāng đÃt đ°ÿc xây dựng trên GAMA 29

Hình 1.8 S¢ đß vá trí vùng nghiên cąu 32

Hình 2.1 Minh họa CSDL nền đáa hình Ngußn: Thông t° 15/2020/TT-BTNMT 38

Hình 2.2 Quy trình xÿ lý dā liáu 42

Hình 2.3 Quy trình thành lÁp bÁn đß sÿ dāng đÃt 44

Hình 2.4 S¢ đß quy trình ąng dāng mô hình thay đái sÿ dāng đÃt (LCM) 47

Hình 2.5 CÃu trúc mô hình MOLUSCE 48

Hình 2.6 M¿ng thÅn kinh nhân t¿o (ANN) dựa trên cÃu trúc mô hình CA 50

Hình 2.7 TiÁn trình thực hián 51

Hình 2.8 CÃu trúc ANN trong dự báo thay đái sÿ dāng đÃt 52

Hình 2.9 Quy trình l°ÿng hóa mąc độ Ánh h°ãng căa các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt 53

Hình 2.10 Mô hình hßi quy Logistic 59

Hình 2.11 Khung ph°¢ng pháp luÁn nghiên cąu 62

Hình 3.1 S¢ đß điểm m¿u 2009 Hình 3.2 S¢ đß điểm m¿u 2019 73

Hình 3.3 BÁn đß sÿ dāng đÃt qua các năm 1999, 2009, 2019 76

Hình 3.4 Chuyển đÃt thăy sÁn sang đÃt trßng lúa t¿i huyán Ba Tri 77

Hình 3.5 Phân tích biÁn động giai đo¿n 2009 3 2019 78

Hình 3.6 Thay đái sÿ dāng đÃt trßng lúa 2009 - 2019 79

Hình 3.7 Chuyển đÃt lúa sang đÃt trßng cây lâu năm và dân c° xây dựng t¿i huyán Ba Tri năm 2009-2019 80

Hình 3.8 Thay đái sÿ dāng đÃt trßng cây lâu năm 2009 - 2019 81

Hình 3.9 Thay đái sÿ dāng đÃt thăy sÁn năm 2009 3 2019 82

Hình 3.10 Thay đái sÿ dāng đÃt dân c° 3 xây dựng giai đo¿n 2009 3 2019 83

Hình 3.11 Thay đái sÿ dāng đÃt rćng giai đo¿n 2009 3 2019 84

Hình 3.12 Thay đái sÿ dāng đÃt trống giai đo¿n 2009 3 2019 85

Hình 3.13 Thay đái sÿ dāng đÃt thăy há giai đo¿n 2009 3 2019 86

Hình 3.14 BiÁn động dián tích các lo¿i đÃt giai đo¿n 1999-2009-2019 87

Hình 3.15 BÁn đß thay đái sÿ dāng đÃt giai đo¿n 2009 - 2019 88

Hình 3.16 S¢ đß chọn m¿u các biÁn độc lÁp 92

Hình 3.17 Nhiát độ trung bình năm tr¿m Ba Tri 94

Hình 3.18 Xu thÁ biÁn đái nhiát độ tr¿m Ba Tri 95

Hình 3.19 Nhiát độ trung bình năm 96

Hình 3.20 L°ÿng m°a trung bình tháng t¿i Tr¿m Ba Tri 97

Hình 3.21 Xu thÁ biÁn đái l°ÿng m°a t¿i Tr¿m Ba Tri 98

Hình 3.27 Đß thá phân bố điểm m¿u t°¢ng ąng vßi các chi số độ mặn: 107

Hình 3.28 BÁn đß phân bố độ mặn đÃt (EC) năm 2009 và năm 2019 108

Hình 3.29 BÁn đß biÁn động độ mặn đÃt giai đo¿n 2009 - 2019 109

Hình 3.30 BÁn đß Nhiát độ - Thực vÁt 112

Hình 3.31 T°¢ng quan giāa nhiát độ (LST) và thực vÁt (NDVI) 113

Hình 3.32 BÁn đß khô h¿n năm 2009, 2019 theo chß số TVDI 114

Hình 3.33 BÁn đß khô h¿n năm 2009, 2019 115

Hình 3.34 Các biÁn trong mô hình hßi quy Logistic 117

Hình 3.35 Xu h°ßng chuyển đái tć đÃt lúa sang các lo¿i đÃt khác 123

Hình 3.36 Mô hình m¿ng N¢-ron thÅn kinh 124

Hình 3.37 BÁn đß tiềm năng chuyển đái đÃt đai 125Hình 3.38 BÁn đß hián tr¿ng SDĐ năm 2019 (A) BÁn đß mô phỏng SDĐ năm 2019 (B) 127

Hình 3.39 BÁn đß kiểm đánh độ chính xác mô hình mô phỏng 128Hình 3.40 BÁn đß sÿ dāng đÃt năm 2019 (A) và mô phỏng đÁn năm 2029 (B) năm 2039 (C) và năm 2049 (D) 130Hình 3.41 Dián tích mô phỏng các lo¿i đÃt qua các giai đo¿n 131Hình 3.42 BÁn đß xâm nhÁp mặn cao nhÃt trong thái kỳ 2050 theo kách bÁn RCP 4.5 133Hình 3.43 Tỷ lá dián tích nguy c¢ ngÁp do triều cao nhÃt theo kách bÁn RCP 4.5 năm 2050 135Hình 3.44 BÁn đß tính toán nguy c¢ ngÁp do triều c°áng đÁn năm 2050 135Hình 3.45 Xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt trong điều kián biÁn đái khí hÁu 136

Mâ ĐÄU 1 Gißi thiáu

ĐÃt đai là một trong nhāng ngußn tài nguyên quan trọng, đóng vai trò nền tÁng trong các ho¿t động phát triển kinh tÁ và xã hội Đã có nhiều nghiên cąu về giÁi pháp phân tích xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt, nhằm tìm ra các quy luÁt thay đái dựa sự tác động qua l¿i và Ánh h°ãng l¿n nhau giāa các yÁu tố tự nhiên - môi tr°áng - và xã hội ã các ph¿m vi không gian và thái gian khác nhau Trên c¢ sã điều kián tự nhiên, tác động căa BĐKH và ho¿t động phát triển KT-XH, nhiều mô hình toán đ°ÿc đề xuÃt để dự báo sự thay đái sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai nhằm đáp ąng nhu cÅu cÃp thiÁt sự hiểu biÁt về quy mô, mô hình và lo¿i hình sÿ dāng đÃt và nhāng thay đái về lßp phă mặt đÃt, tć đó t¿o ra các giÁi pháp phù hÿp hỗ trÿ trong công tác quy ho¿ch và thực thi chiÁn l°ÿc phát triển bền vāng t¿i nhiều quốc gia Đặc biát, các ch°¢ng trình nghiên cąu sÿ dāng đÃt ã quy mô toàn cÅu đã cho thÃy xu thÁ mÃt đa d¿ng sinh học và tài nguyên đÃt có liên quan chặt ch¿ đÁn nhāng thay đái sÿ dāng đÃt và lßp phă mặt đÃt (LULC) Thay đái lßp phă mặt đÃt (Land cover changes) bao gßm các thay đái dài h¿n (Long term changes) th°áng là do các nguyên nhân tự nhiên trong khi thay đái sÿ dāng đÃt (Land use changes) thì do nhāng ho¿t động phát triển kinh tÁ ngày càng gia tăng căa con ng°ái Sự tăng lên căa nhiát độ trung bình toàn cÅu đã tác động tiêu cực và ngày càng nghiêm trọng đÁn môi tr°áng tự nhiên, kinh tÁ - xã hội và cũng là nguyên nhân d¿n đÁn sự dâng mực n°ßc biển gây ngÁp cho nhiều vùng đÃt thÃp và gia tăng mąc độ xâm nhÁp mặn h°ãng đÁn viác sÿ dāng và quÁn lý tài nguyên đÃt Các nghiên cąu về sÿ dāng đÃt và thay đái sÿ dāng đÃt rÃt đa d¿ng trong đó nhiều nghiên cąu về các yÁu tố Ánh h°ãng đÁn thay đái sÿ dāng đÃt đã đ°ÿc công bố Tuy nhiên các nghiên cąu chß dćng l¿i ã viác liát kê các yÁu tố tác động Viác l°ÿng hóa mąc độ tác động căa tćng yÁu tố đÁn thay đái sÿ dāng đÃt còn h¿n chÁ

Trong quÁn lý đÃt đai, một trong nhāng đối t°ÿng quÁn lý chính là thÿa đÃt và các lo¿i hình sÿ dāng đÃt t°¢ng ąng vßi nhāng thuộc tính đặc thù vốn có căa nó bao gßm đặc tính hình học thể hián vá trí, hình d¿ng, kích th°ßc cũng nh° mối quan há không gian căa nó và đặc tính phi hình học thể hián các thuộc tinh về chÃt l°ÿng và mối quan há vßi chă sÿ dāng đÃt Sÿ dāng đÃt luôn thay đái d¿n đÁn nhu cÅu giám sát mang tính cÃp thiÁt h¢n bao giá hÁt đặc biát trong điều kián biÁn đái khí hÁu Nhāng vÃn đề đặt ra đối vßi giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong điều kián biÁn đái khí hÁu đÁn tć các yêu cÅu để: (i) phát hián l°ÿng hóa các thay đái tć các biÁn động (ii) theo dõi nhāng thay đái nhanh chóng và đột ngột (iii) đánh giá khác biát giāa các năm vßi các xu h°ßng khác nhau (iv) thống kê °ßc tính thay đái có đ°ÿc tć dā liáu vißn thám ã các độ phân giÁi không gian khác nhau TÅm quan trọng căa viác mô tÁ, đánh l°ÿng và giám sát nhāng thay đái lßp phă mặt đÃt và sÿ dāng đÃt thông qua kỹ thuÁt xÿ lý Ánh vißn thám kÁt hÿp vßi dā liáu GIS đã minh chąng là giÁi pháp đem l¿i hiáu quÁ cao và đã đ°ÿc công nhÁn rộng rãi bãi các nghiên cąu về sÿ dāng đÃt toàn cÅu

BÁn Tre là một trong nhāng tßnh cháu tác động m¿nh căa BĐKH và n°ßc biển dâng(NBD) ã khu vực Đßng bằng sông cÿu long (ĐBSCL) Theo kách bÁn BĐKH tßnh BÁn Tre năm 2020 cho thÃy tć năm 2010 - 2020, các tác động tiêu cực căa BĐKH bao gßm: khô h¿n, xâm nhÁp mặn, ngÁp lāt, xói mòn bá sông đã Ánh h°ãng đÁn các ho¿t động dân sinh và phát triển KT-XH căa đáa ph°¢ng, đặc biát d¿n đÁn thay đái nhanh các lo¿i hình sÿ dāng đÃt điển hình t¿i 3 huyán vùng duyên hÁi Tuy nhiên đÁn nay, Tßnh BÁn Tre v¿n ch°a có giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt phù hÿp thay cho ph°¢ng pháp truyền thống (kiểm kê, thống kê đÃt đai theo đ¢n vá hành chính theo đánh kỳ 5 năm một lÅn) nhằm phân tích xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt một cách hÿp lý và điều chßnh quy ho¿ch sÿ dāng đÃt trên c¢ sã khoa học về tác động căa BĐKH và ąng dāng công nghá mßi trong dự báo và mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt

XuÃt phát tć thực tißn trên, đề tài nghiên cąu <Giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu t¿i tßnh BÁn Tre= đ°ÿc triển khai nhằm góp phÅn cung cÃp thông tin về thay đái sÿ dāng đÃt dựa trên công nghá tích hÿp GIS (Geographic Information Systems) vßi Vißn thám RS (Remote Sensing) và dự báo thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái đái khí hÁu theo mô hình toán hỗ trÿ công tác quÁn lý đÃt đai

- Mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt dựa trên biÁn động và các yÁu tố tác động trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu nhằm cung cÃp thông tin thay đái sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai - Đề xuÃt các giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu

3 Đëi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu

- Đëi t°ÿng nghiên cāu: Đối t°ÿng nghiên cąu chính là các lo¿i hình sÿ dāng đÃt t¿i

các huyán ven biển căa tßnh BÁn Tre qua các thái kỳ: 2009, 2019; Các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt

- Ph¿m vi nghiên cāu: Ph¿m vi không gian bao gßm 3 huyán ven biển căa Tßnh BÁn

Tre (Huyán Ba Tri, Huyán Bình Đ¿i và Huyán Th¿nh Phú) n¢i cháu tác động chă yÁu

căa biÁn đái khí hÁu Ph¿m vi thái gian nghiên cąu các đối t°ÿng trên trong giai đo¿n 2009 3 2019 Các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt đ°ÿc chọn là các yÁu tố tự nhiên là biểu hián căa biÁn đái khí hÁu

4 Nßi dung nghiên cāu

Để đ¿t đ°ÿc māc tiêu đặt ra, LuÁn án đã thực hián các nội dung nghiên cąu nh° sau: - Đánh giá đặc điểm kinh tÁ - xã hội và hián tr¿ng sÿ dāng đÃt căa Tßnh BÁn Tre - Đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt giai đo¿n 2009 - 2019

- Đánh giá các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu giai đo¿n 2009 3 2019

- Đánh giá tiềm năng chuyển đái giāa các lo¿i đÃt - Mô phỏng sÿ dāng đÃt đÁn năm 2029, 2039 và 2049

- Đề xuÃt giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong điều kián BĐKH

5 Ph°¢ng pháp nghiên cāu

LuÁn án sÿ dāng các ph°¢ng pháp nghiên cąu chính nh° sau:

- Ph°¢ng pháp phân tích - táng hÿp các kÁt quÁ nghiên cąu trong và ngoài n°ßc, thông qua các báo cáo khoa học, báo cáo đánh giá hián tr¿ng sÿ dāng đÃt căa các c¢ quan chuyên môn và đánh h°ßng phát triển kinh tÁ - xã hội căa tßnh BÁn Tre;

- Ph°¢ng pháp điều tra thu thÁp số liáu: thu thÁp các tài liáu và dā liáu vùng m¿u hỗ trÿ công tác xÿ lý và phân lo¿i Ánh vá tinh KhÁo sát bá sung sự Ánh h°ãng trực tiÁp căa các tác động tự nhiên và BĐKH đÁn các ho¿t động kinh tÁ, xã hội và môi tr°áng; - Ph°¢ng pháp xÿ lý Ánh vißn thám: áp dāng trong phân lo¿i Ánh vißn thám Landsat,

nhằm phân tích và đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt qua các thái kỳ;

- Ph°¢ng pháp phân tích thống kê: áp dāng trong phân tích, đánh giá hián tr¿ng và lách sÿ thay đái sÿ dāng đÃt, phân tích hßi quy để xác đánh mối t°¢ng quan giāa các yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt

- Ph°¢ng pháp ąng dāng mô hình toán: Ąng dāng các mô hình để phân tích và mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt;

- Ph°¢ng pháp tham vÃn chuyên gia: tham vÃn ý kiÁn chuyên gia đa ngành để xem xét và giÁi quyÁt bài toán táng hÿp trong đề xuÃt giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu

6 Nhćng luÁn điểm cÅn thĉc hián cÿa luÁn án

- C¢ sã khoa học trong viác xác đánh xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt, nguyên nhân và các yÁu tố tác động Ánh h°ãng đÁn thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh BĐKH

- Hiểu biÁt về mối quan há giāa thay đái sÿ dāng đÃt và biÁn đái khí hÁu là cÅn thiÁt để quÁn lý đÃt đai một cách hiáu quÁ trên quy mô khu vực và toàn cÅu

- Xây dựng c¢ sã dā liáu không gian GIS về thay đái sÿ dāng đÃt và các yÁu tố tác động Tć đó cÁp nhÁt dā liáu và phân tích xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt theo không gian và thái gian dựa trên Ánh vißn thám (RS) và bÁn đß làm c¢ sã để tiÁn hành l°ÿng hóa các yÁu tố Ánh h°ãng đÁn thay đái sÿ dāng đÃt

- Ąng dāng mô hình toán phù hÿp trong phân tích, đánh giá và mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt làm c¢ sã đề xuÃt giÁi pháp giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu

7 Nhćng đóng góp mßi cÿa luÁn án

- LuÁn án đã xác đánh đ°ÿc mối liên há giāa các yÁu tố tự nhiên tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu dựa trên c¢ sã ąng dāng công cā thống kê không gian và hßi quy logistic nhá phân đa biÁn

- LuÁn án đã mô phỏng lan truyền mặn và chß số khô h¿n phāc vā đánh giá Ánh h°ãng căa khô h¿n và xâm nhÁp mặn đÁn thay đái sÿ dāng đÃt t¿i tßnh BÁn Tre

- LuÁn án đã tích hÿp các mô hình LCM-CA-Markov-MOLUSCE mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt trong bối cÁnh biÁn đái khí hÁu t¿i tßnh BÁn Tre

8 Ý ngh*a khoa hçc và thĉc tißn

❖ Ý ngh*a khoa hçc

- LuÁn án đã xây dựng công cā giám sát thay đái sÿ dāng đÃt ã ba khía c¿nh: (i) xu thÁ thay đái sÿ dāng đÃt theo không gian và thái gian; (ii) l°ÿng hóa các yÁu tố Ánh h°ãng đÁn thay đái sÿ dāng đÃt; và (iii) Công cā mô phỏng và dự báo thay đái sÿ dāng đÃt theo thái gian trong điều kián biÁn đái khí hÁu

- Ąng dāng các giÁi pháp công nghá tích hÿp GIS, RS và mô hình toán trong phân tích thay đái sÿ dāng đÃt (LCM) cũng nh° mô phỏng và đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt (MOLUSCE) để hỗ trÿ công tác giám sát thay đái sÿ dāng đÃt trong điều kián biÁn đái khí hÁu tßnh BÁn Tre

- LuÁn án đã xây dựng đ°ÿc quy trình đánh giá mô phỏng lan truyền mặn và khô h¿n dựa trên Ánh vá tinh Landsat bằng ph°¢ng pháp vißn thám và phân tích hßi quy đã căng cố thêm vào c¢ sã khoa học vāng chÃc trong đánh giá Ánh h°ãng căa h¿n hán và xâm nhÁp mặn đÁn thay đái sÿ dāng đÃt

❖ Ý ngh*a thĉc tißn

- â góc độ đánh giá tác động căa biÁn đái khí hÁu: Nghiên cąu này giúp xác đánh tác động căa biÁn đái khí hÁu đối vßi tßnh BÁn Tre, bao gßm các yÁu tố nh° tăng nhiát độ, thay đái l°ÿng m°a, mùa m°a, và xâm nhÁp mặn Thông qua viác giám sát và phân

tích sự thay đái sÿ dāng đÃt có thể hiểu rõ h¢n về các vÃn đề môi tr°áng và kinh tÁ liên quan đÁn biÁn đái khí hÁu

- KhÁ năng thích ąng và chống cháu: Nghiên cąu này cung cÃp thông tin về khÁ năng thích ąng và chống cháu căa tßnh BÁn Tre tr°ßc biÁn đái khí hÁu Điều này s¿ giúp đánh h°ßng cho viác xây dựng các bián pháp và chính sách phù hÿp để giÁm thiểu tác động tiêu cực và tăng c°áng khÁ năng thích ąng căa đáa ph°¢ng

- KÁt quÁ đ¿t đ°ÿc căa luÁn án đã phân tích đ°ÿc thay đái sÿ dāng đÃt d°ßi nhiều gốc độ khác nhau bao gßm lách sÿ thay đái (thể hián xu thÁ chuyển đái giāa các lo¿i đÃt), mối t°¢ng quan giāa thay đái sÿ dāng đÃt vßi các yÁu tố tác động (yÁu tố điều kián tự nhiên) Sự thay đái sÿ dāng đÃt gây ra sự suy giÁm tài nguyên đÃt và Ánh h°ãng đÁn năng suÃt nông nghiáp Bằng cách giám sát và đánh giá các thay đái này, nghiên cąu có thể cung cÃp thông tin quan trọng cho viác quÁn lý tài nguyên đÃt hiáu quÁ và bền vāng Đây là một trong nhāng c¢ sã quan trọng cho đáa ph°¢ng trong viác chuyển đái c¢ cÃu cây trßng phù hÿp

- KÁt quÁ mô phỏng không chß thể hián dián tích chu chuyển giāa các lo¿i đÃt mà còn mô tÁ đ°ÿc sự phân bố không gian căa các lo¿i hình sÿ dāng đÃt KÁt quÁ nghiên cąu này cung cÃp thông tin cÅn thiÁt để phát triển kÁ ho¿ch quy ho¿ch đô thá và nông thôn trong điều kián biÁn đái khí hÁu Viác hiểu rõ sự thay đái sÿ dāng đÃt và tác động căa biÁn đái khí hÁu s¿ giúp đánh hình các chiÁn l°ÿc phát triển bền vāng và chống cháu Đây là c¢ sã quan trọng trong lÁp quy ho¿ch sÿ dāng đÃt nói riêng và trong công tác quy ho¿ch nói chung

- Tć quy trình tích hÿp GIS và RS đ°ÿc xây dựng trong điều kián căa tßnh BÁn Tre kÁt hÿp vßi tính sẵn có căa dā liáu vißn thám hián nay (Ánh Landsat, Sentinel) có thể giúp đáa ph°¢ng trong viác phân tích đánh giá Ánh h°ãng căa h¿n hán và xâm nhÁp mặn đÁn sÿ dāng đÃt nói chung và sÿ dāng đÃt nông nghiáp nói riêng

- BÁn đß tiềm năng chuyển đái đÃt đai góp phÅn cho phép các nhà quÁn lý xác đánh nhanh nhāng khu vực dß bá tác động nhằm điều chßnh quy ho¿ch sÿ dāng đÃt phù hÿp cho giai đo¿n 2020 3 2030 và đánh h°ßng đÁn năm 2050

9 CÃu trúc cÿa luÁn án

TîNG QUAN 1.1 C¢ sã lý luÁn

1.1.1 Są dāng đÃt

ĐÃt đai (Land): HiÁn pháp Viát Nam năm 2013 đã khẳng đánh: <ĐÃt đai là tài nguyên đặc biát căa quốc gia, ngußn lực quan trọng phát triển đÃt n°ßc, đ°ÿc quÁn lý theo pháp luÁt= Theo FAO 1976 <ĐÃt đai bao gßm môi tr°áng vÁt chÃt, bao gßm khí hÁu, đÃt đai, thăy văn và thÁm thực vÁt, ã mąc độ Ánh h°ãng đÁn tiềm năng sÿ dāng đÃt Nói cách khác, đÃt đai là một vùng đÃt có ranh gißi, vá trí cā thể và các thuộc tính táng hÿp căa các yÁu tố tự nhiên, kinh tÁ - xã hội nh°: thá nh°ỡng, khí hÁu, đáa hình, đáa m¿o, đáa chÃt, thăy văn, động vÁt, thực vÁt và ho¿t động sÁn xuÃt căa con ng°ái Trong đó, đÃt (Soil) chß là phÅn là lßp trên cùng căa bề mặt đÃt (thá nh°ỡng) có đặc tính và chÃt l°ÿng khác nhau, t¿o ra tiềm năng phát triển căa thÁm thực vÁt phù hÿp, cũng nh° đ°ÿc khai thác đáp ąng theo yêu cÅu sÿ dāng đÃt (Land use) phāc vā các ho¿t động căa con ng°ái Hián nay, thuÁt ngā sÿ dāng đÃt (Land use) và lßp phă mặt đÃt (Land cover) đ°ÿc phân biát rÃt rõ (Jokar Arsanzani, J, 2012) Trong đó, phân chia theo đặc tr°ng tự nhiên và vÁt lý căa đối t°ÿng quan sát trên bề mặt đÃt, thuÁt ngā <Land cover= th°áng đ°ÿc sÿ dāng để thể hián lßp phă mặt đÃt bao gßm; n°ßc, thực vÁt, đÃt trống, các công trình xây dựng nhân t¿o (Ellis, 2007) NÁu các đối t°ÿng có liên quan đÁn sự tác động căa con ng°ái, theo chąc năng, māc đích sÿ dāng khác nhau, thuÁt ngā <Land use= đ°ÿc sÿ dāng để thể hián rõ và cā thể các māc đích sÿ dāng đÃt theo ho¿t động căa con ng°ái trên một lßp phă mặt đÃt nhÃt đánh

Theo LuÁt ĐÃt đai 2013, māc đích sÿ dāng đÃt đ°ÿc xây dựng dựa theo chąc năng và chia thành 3 nhóm lßn: đÃt nông nghiáp, đÃt phi nông nghiáp và đÃt ch°a sÿ dāng Trong đó, nhóm đÃt nông nghiáp bao gßm nhiều lo¿i hình sÿ dāng đÃt (Land Use Type - LUT) khác nhau theo māc đích sÿ dāng cā thể Tùy thuộc vào đặc tính và chÃt l°ÿng đÃt đai (Land Quality - LQ) có khÁ năng thích hÿp cho yêu cÅu sÿ dāng khác nhau trong phát triển kinh tÁ - xã hội, mỗi đáa ph°¢ng lÁp quy ho¿ch sÿ dāng đÃt nhằm xác đánh dián tích tối °u cho tćng lo¿i hình sÿ dāng đÃt đáp ąng yêu cÅu sÿ dāng đÃt (Land Use Requirement 3 LUR) theo đánh h°ßng phát triển bền vāng và thích ąng vßi BĐKH trong t°¢ng lai

1.1.2 Thay đïi są dāng đÃt

ThuÁt ngā dùng để chß sự thay đái lßp phă bề mặt đÃt trên vùng đÃt căa quốc gia và nhāng thay đái về lo¿i hình sÿ dāng đÃt (Land use change) đáp ąng yêu cÅu ng°ái sÿ dāng căa con ng°ái Đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt và các tr¿ng thái đÃt đai cÃp vùng và toàn cÅu đóng vai trò nền tÁng trong các nghiên cąu biÁn đái môi tr°áng và khí hÁu (Foley và ctv, 2005) Thay đái lßp phă bề mặt đÃt (Land cover change) mang tính lâu dài và góp phÅn d¿n đÁn thay đái sÿ dāng đÃt đai trên thÁ gißi (Suming và ctv, 2013) Thay đái sÿ dāng đÃt liên tāc dißn ra nh° là một quá trình phąc hÿp bãi nhāng sự tác động qua l¿i và Ánh h°ãng l¿n

nhau giāa các yÁu tố tự nhiên - môi tr°áng - và xã hội t¿i ph¿m vi căa lô thÿa đÃt theo thái gian khác nhau (Valbuena và ctv, 2010)

Thay đái sÿ dāng đÃt hián nay đ°ÿc hiểu theo hai nghĩa chính bao gßm: Thay đái sÿ dāng đÃt và biÁn động sÿ dāng đÃt NÁu đánh nghĩa theo sát thuÁt ngā tiÁng viát thì có sự khác nhau nhÃt đánh giāa hai thuÁt ngā trên thì biÁn động sÿ dāng đÃt theo cách sÿ dāng căa ngành Tài nguyên và Môi tr°áng thì bao gßm cÁ viác thay đái về lßp phă bề mặt hay sÿ dāng đÃt và cÁ thuộc tính phi hình học căa thÿa đÃt nh° chă sÿ dāng đÃt, dián tích Trong ph¿m vi nghiên cąu này sÿ dāng thuÁt ngā <BiÁn động sÿ dāng đÃt= theo nghĩa <thay đái sÿ dāng đÃt=

BiÁn động sÿ dāng đÃt theo Tć điển Khoa học trái đÃt: "BiÁn động sÿ dāng đÃt đ°ÿc biÁt nh° biÁn động đÃt đai, đây là một thuÁt ngā chung chß nhāng thay đái bề mặt lãnh thá trái đÃt xÁy ra do tác động căa con ng°ái= Trong khi nhāng biÁn động lßp phă mặt đÃt nh° các biÁn động dài h¿n là do các nguyên nhân tự nhiên, thì nhāng ho¿t động ngày càng gia tăng căa con ng°ái đóng vai trò quan trọng d¿n đÁn thay đái sÿ dāng đÃt đai trên thÁ gißi (Suming và ctv, 2013) TÅm quan trọng căa viác mô tÁ, đánh l°ÿng, và giám sát nhāng thay đái sÿ dāng đÃt thông qua vißn thám và dā liáu không gian đáa lý nh° là một thành phÅn quan trọng căa khoa học biÁn động đÃt đai đã đ°ÿc công nhÁn rộng rãi bãi các nghiên cąu về sÿ dāng đÃt toàn cÅu (Turnur và ctv, 2007)

Thay đái sÿ dāng đÃt là sự thay đái tr¿ng thái tự nhiên căa lßp phă bề mặt đÃt gây ra bãi hành động căa con ng°ái, là một hián t°ÿng phá biÁn liên quan đÁn tăng tr°ãng dân số, phát triển thá tr°áng, đái mßi công nghá, kỹ thuÁt và sự thay đái thể chÁ, chính sách BiÁn động sÿ dāng đÃt có thể gây hÁu quÁ khác nhau đối vßi tài nguyên thiên nhiên nh° sự thay đái thÁm thực vÁt, biÁn đái trong đặc tính vÁt lý căa đÃt, trong quÅn thể động, thực vÁt và tác động đÁn các yÁu tố hình thành khí hÁu (Muller D, 2004) Theo đó, thay đái sÿ dāng đÃt có thể chia thành hai lo¿i: Lo¿i thą nhÃt là thay đái tć lo¿i hình sÿ dāng đÃt này sang lo¿i hình sÿ dāng đÃt khác và lo¿i thą hai là thay đái về c°áng độ sÿ dāng đÃt hay mÁt độ lßp phă trong cùng một lo¿i hình sÿ dāng đÃt

Nh° vÁy có thể đánh nghĩa thay đái sÿ dāng đÃt hay thay đái lßp phă bề mặt đÃt là sự thay đái về tr¿ng thái bề mặt tự nhiên cũng nh° nhāng tác động căa con ng°ái cùng vßi các tác động qua l¿i giāa các lo¿i hình sÿ dāng đÃt hay lßp phă bề mặt đÃt Quá trình này th°áng đ°ÿc áp dāng vßi nhāng thay đái bề mặt trái đÃt t¿i hai hay nhiều thái điểm khác nhau Các ngußn dā liáu chính căa đáa lý th°áng là ã đánh d¿ng Ánh vißn thám (Ánh hàng không, Ánh vá tinh) hoặc đánh d¿ng vector (các lo¿i bÁn đß) Các dā liáu phā trÿ khác (lách sÿ, kinh tÁ, ) cũng có thể đ°ÿc sÿ dāng trong đánh giá biÁn động

1.1.3 Nguyên nhân thay đïi są dāng đÃt

Thay đái sÿ dāng đÃt có thể xuÃt hián tć các kÁt quÁ trực tiÁp và gián tiÁp căa các ho¿t động căa con ng°ái để đÁm bÁo, căng cố các ngußn tài nguyên thiÁt yÁu Thay đái sÿ dāng đÃt đ°ÿc biÁt đÁn nh° là một quá trình phąc hÿp mà đ°ÿc t¿o ra bãi nhāng sự tác động qua l¿i và Ánh h°ãng l¿n nhau giāa các yÁu tố tự nhiên - môi tr°áng - và xã hội ã các ph¿m vi không và thái gian khác nhau (Valbuena và ctv, 2010)

Y¿u të tĉ nhiên

Đáa hình, khí hÁu và thá nh°ỡng là các yÁu tố quan trọng có Ánh h°ãng lßn đÁn thay đái sÿ dāng đÃt Khí hÁu Ánh h°ãng trực tiÁp đÁn đÃt thể hián ã l°ÿng n°ßc m°a và nhiát; Ánh h°ãng gián tiÁp thông qua sinh vÁt biÁn đái khí hÁu (BĐKH) làm cho l°ÿng dinh d°ỡng trong đÃt bá mÃt cao h¢n, hián t°ÿng xói mòn, khô h¿n nhiều h¢n Đặc biát, n°ßc biển dâng, thiên tai, bão lũ gia tăng s¿ làm tăng hián t°ÿng nhißm mặn, ngÁp úng, s¿t lã bá sông, bá biển& d¿n đÁn Ánh h°ãng nghiêm trọng tßi tài nguyên đÃt

Y¿u të kinh t¿ - xã hßi

Nhân tố kinh tÁ - xã hội bao gßm các yÁu tố nh° dân số, lao động; ph°¢ng thąc canh tác; khÁ năng tiÁp cÁn khoa học, kỹ thuÁt vào sÁn xuÃt; năng lực quÁn lý, sÿ dāng đÃt Nhân tố kinh tÁ - xã hội th°áng có ý nghĩa quyÁt đánh, chă đ¿o đối vßi sÿ dāng đÃt đai Ph°¢ng h°ßng sÿ dāng đÃt đ°ÿc quyÁt đánh bãi yêu cÅu căa xã hội và māc tiêu kinh tÁ trong tćng thái kỳ nhÃt đánh Vßi điều kián kinh tÁ - xã hội khác nhau, có nhāng vùng đÃt đai đ°ÿc khai thác sÿ dāng đ¿t hiáu quÁ cao, nh°ng cũng có nhāng n¢i đÃt đai bá bỏ hoang hóa hoặc khai thác vßi hiáu quÁ kinh tÁ rÃt thÃp

Y¿u të chính sách

Các chính sách về đÃt đai hián thái, các chính sách khác có liên quan đÁn sÿ dāng đÃt đai và tài nguyên thiên nhiên cũng nh° các kÁ ho¿ch phát triển kinh tÁ - xã hội trung và dài h¿n vốn th°áng thay đái theo chu kỳ tć 5 đÁn 10 năm đã Ánh h°ãng trực tiÁp đÁn sÿ dāng đÃt Viác đánh giá các nguyên nhân đằng sau gây ra thay đái sÿ dāng đÃt là thiÁt yÁu và là yÁu tố cÅn thiÁt cho các mô hình mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai Thay đái sÿ dāng đÃt có thể xÁy ra bãi nhiều động c¢, nguyên nhân phąc t¿p mà các nguyên nhân này kiểm soát một số biÁn số về tự nhiên, kinh tÁ, môi tr°áng và xã hội Nhāng nguyên nhân này có thể bao gßm bÃt kỳ yÁu tố nào mà Ánh h°ãng các ho¿t động căa con ng°ái, gßm có văn hóa đáa ph°¢ng, các vÃn đề tài chính và kinh tÁ, các hoàn cÁnh, tình tr¿ng môi tr°áng (ví dā, tr¿ng thái còn xanh, chÃt l°ÿng đÃt đai, tình tr¿ng đáa hình đáa vÁt, tính sẵn có để sÿ dāng căa ngußn tài nguyên, khÁ năng tiÁp cÁn vui ch¢i, giÁi trí), chính sách đÃt đai hián thái và các kÁ ho¿ch phát triển, và cũng nh° nhāng Ánh h°ãng l¿n nhau căa các yÁu tố này Vì thÁ, nhāng

tác nhân này phÁi đ°ÿc tìm ra để đi tìm các biÁn số kiểm soát và đ°ÿc sÿ dāng để quÁn lý thay đái sÿ dāng đÃt đai (Ellis, 2007)

1.1.4 Bi¿n đïi khí hÁu

Khái niám: Theo Bộ TN&MT (2020) BĐKH là sự thay đái căa khí hÁu trong một khoÁng thái gian dài do tác động căa các điều kián tự nhiên và ho¿t động căa con ng°ái BĐKH biểu hián bãi sự nóng lên toàn cÅu, mực n°ßc biển dâng và gia tăng các hián t°ÿng khí t°ÿng thăy văn cực đoan Đánh giá tác động tiêu cực căa BĐKH đÁn điều kián tự nhiên, kinh tÁ - xã hội và môi tr°áng sinh thái th°áng đ°ÿc dựa trên các kách bÁn căa BĐKH trong t°¢ng lai

Mực n°ßc biển dâng: N°ßc biển dâng là sự dâng lên căa mực n°ßc đ¿i d°¢ng trung bình do tác động căa biÁn đái khí hÁu, trong đó không bao gßm triều c°áng, n°ßc dâng do bão và các tác động tự nhiên khác Nhiát độ gia tăng làm n°ßc giãn nã, đßng thái làm tan chÁy các sông băng, núi băng và băng lāc đáa khiÁn l°ÿng n°ßc bá sung vào đ¿i d°¢ng tăng lên Dự kiÁn, nhiát độ tăng s¿ tiÁp tāc là nhân tố chă yÁu làm mực n°ßc biển dâng trong thÁ kỷ tßi (A Kulp và H Strauss, 2019) Do sự nóng lên toàn cÅu và các hiáu ąng khác, mực n°ßc biển gÅn bá Viát Nam tăng khoÁng tć 1-3 mm/năm (Ph¿m Văn HuÃn và Nguyßn Tài Hÿi, 2007) Nghiên cąu gÅn đây cho thÃy, xu thÁ tăng căa mực n°ßc biển trung bình dọc bá biển Viát Nam khoÁng 2,8 mm/năm (Bộ TN&MT, 2012) Nghiên cąu tć số liáu vá tinh cho thÃy, mực n°ßc trung bình trên khu vực biển Viát Nam tć năm 1993 đÁn 2010 tăng khoÁng 4,7 mm/năm Mực n°ßc biển trung bình t¿i khu vực ven biển Trung Trung Bộ và khu vực ven biển Tây Nam Bộ có xu h°ßng tăng m¿nh h¢n các khu vực khác Mực n°ßc biển trung bình cho toàn dÁi ven biển Viát Nam tăng khoÁng 2,9 mm/năm (Nguyßn Xuân Hiển và ctv, 2010) Do Ánh h°ãng căa BĐKH, vào cuối thÁ kỷ 21, mực n°ßc biển dâng trung bình toàn Viát Nam trong khoÁng tć 78 cm đÁn 95 cm vßi kách bÁn phát thÁi cao A1FI Trong đó, khu vực có mąc dâng cao nhÃt là tć Cà Mau đÁn Kiên Giang (85 cm đÁn 105 cm) và khu vực có mąc dâng thÃp nhÃt ã khu vực Móng Cái (66 cm đÁn 85 cm) (Bộ TN&MT, 2012, TrÅn Thāc và ctv, 2012) Mực n°ßc biển dâng t¿i các vùng đÃt thÃp d¿n đÁn hián t°ÿng xâm nhÁp mặn đặc biát đối vßi khu vực Đßng Bằng Sông Cÿu Long Thực tÁ, ĐBSCL đang bá các tác động <kép= do cÁ yÁu tố BĐKH và yÁu tố đÁp n°ßc trên sông ã th°ÿng ngußn Trong t°¢ng lai, khi các n°ßc th°ÿng ngußn gia tăng sÿ dāng n°ßc vào mùa khô cùng vßi n°ßc biển dâng, tình tr¿ng xâm nhÁp mặn ã ĐBSCL s¿ càng trÅm trọng h¢n (TrÅn Quốc Đ¿t và ctv, 2011)

Mối quan há giāa thay đái sÿ dāng đÃt và biÁn đái khí hÁu: Thay đái sÿ dāng đÃt có liên quan đÁn biÁn đái khí hÁu vća là yÁu tố nguyên nhân vća là cách thể hián chính các tác động căa biÁn đái khí hÁu Có thể nói đây là mối quan há giāa một yÁu tố nhân quÁ, viác sÿ dāng đÃt Ánh h°ãng đÁn dòng khối l°ÿng và năng l°ÿng, và khi lßp phă mặt đÃt thay đái, nhāng dòng này cũng thay đái BiÁn đái khí hÁu đ°ÿc dự kiÁn s¿ t¿o ra nhāng thay đái về lßp phă mặt đÃt ã nhiều quy mô không gian và thái gian khác nhau, mặc dù viác sÿ dāng đÃt căa

con ng°ái dự kiÁn s¿ gây ra nhiều tác động Các nghiên cąu về mối quan há giāa thay đái sÿ dāng đÃt và biÁn đái khí hÁu cho thÃy rõ ràng rằng (1) trong nhāng thÁ kỷ gÅn đây, thay đái sÿ dāng đÃt có tác động lßn h¢n nhiều đÁn các biÁn đái sinh thái so vßi biÁn đái khí hÁu; (2) phÅn lßn nhāng thay đái trong sÿ dāng đÃt ít liên quan đÁn biÁn đái khí hÁu hoặc thÁm chí là khí hÁu; và (3) con ng°ái s¿ thay đái cách sÿ dāng đÃt, đặc biát là quÁn lý đÃt đai, để thích ąng vßi biÁn đái khí hÁu và nhāng sự thích ąng này s¿ có một số tác động sinh thái Do đó, sự hiểu biÁt về các nguyên nhân phi khí hÁu căa thay đái sÿ dāng đÃt (ví dā: kinh tÁ xã hội và chính trá) là cÅn thiÁt để quÁn lý các chąc năng sinh thái một cách hiáu quÁ trên quy mô khu vực và toàn cÅu (Virginia, 1997)

Nhāng thay đái do con ng°ái gây ra trên bề mặt Trái đÃt làm thay đái viác sÿ dāng đÃt/lßp phă đÃt (LULC) Mặc dù sự biÁn đái bề mặt Trái đÃt do con ng°ái gây ra đã tßn t¿i tć thái xa x°a để hỗ trÿ sinh kÁ cho sự tßn t¿i liên tāc căa loài ng°ái, nh°ng tình tr¿ng thay đái LULC hián nay đang ã mąc đáng báo động vßi sự suy thoái há sinh thái do dân số ngày càng tăng Nhāng thay đái LULC hián t¿i đ°ÿc thực hián một cách không bền vāng và do đó gây nguy hiểm tiêu cực cho trong t°¢ng lai Nhāng thay đái đ°ÿc đề cÁp ã trên là nhāng yÁu tố đằng sau d¿n đÁn biÁn đái khí hÁu cÃp đáa ph°¢ng, khu vực và toàn cÅu Các hián t°ÿng khí hÁu khÃc nghiát nh° lũ lāt, h¿n hán, xâm nhÁp mặn cũng có thể là do LULC (Nyatuame và Agodzo, 2017)

Tác động căa biÁn đái khí hÁu: Đánh giá tác động căa biÁn đái khí hÁu th°áng đ°ÿc dựa trên các kách bÁn căa biÁn đái khí hÁu trong t°¢ng lai và đ°ÿc biểu hián nh° là thay đái về nhiát độ, l°ÿng m°a, mực n°ßc biển dâng và nhāng thông tin khác Chúng ta có thể phân tích nhāng thay đái và xu h°ßng trong các thông số khí hÁu bằng cách sÿ dāng thông tin và dā liáu sẵn có Khi phân tích các tác động căa biÁn đái khí hÁu, điều quan trọng là phÁi đánh giá đ°ÿc nhāng tác động trực tiÁp và hÁu quÁ kinh tÁ xã hội căa biÁn đái khí hÁu, và xem xét vai trò căa các dách vā há sinh thái và quy mô xã hội căa tác động biÁn đái khí hÁu Nhāng tác động này có thể còn d¿n đÁn tác động kinh tÁ (nh° suy giÁm c¢ sã h¿ tÅng, thay đái hoặc làm mÃt doanh thu trong sÁn xuÃt nông nghiáp và lâm nghiáp, sÁn xuÃt công nghiáp ), các tác động lên các dách vā há sinh thái (nh° là ngußn n°ßc ngọt, thay đái sÿ dāng đÃt, chÃt đốt và l°¢ng thực; lāt, ngăn chặn bánh dách và các giá trá văn hóa) và các tác động xã hội (bánh tÁt, tÿ vong, giÁm năng suÃt lao động, xung đột về tài nguyên, di dân) (UNEP,2009)

Các nghiên cąu về tác động căa mực n°ßc biển dâng cao th°áng tÁp trung vào đánh giá các tác động và sự ąng phó Khung đánh giá Tính tán th°¢ng và tác động căa n°ßc biển dâng đối vßi vùng ven biển làm nền tÁng cho thực hián dißn giÁi và so sánh Mực n°ßc biển dâng, cho dù do nguyên nhân nào thì nó cũng có nhāng tác động nh° tăng xói lã và ngÁp lāt Ng°ÿc l¿i các tác động này l¿i có nhāng tác động đÁn kinh tÁ xã hội gián tiÁp tùy thuộc vào sự tiÁp xúc căa con ng°ái tr°ßc các thay đái này trong đó có thay đái sÿ dāng đÃt Các há thống bá tác động đßng thái cũng có nhāng sự phÁn hßi nh° sự tự điều chßnh và thích ąng vßi

nhāng biÁn đái trên Các vùng ven biển là khu vực bá tác động nhiều nhÃt khi n°ßc biển dâng vì đây là n¢i dißn ra các quá trình t°¢ng tác giāa các há thống tự nhiên và há thống kinh tÁ xã hội (Nicholls, 2002)

1.2 Mô hình dĉ báo và mô phéng thay đïi są dāng đÃt

Để phân tích và đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt (Land Use/Land Cover change - LULCC) theo các yÁu tố tác động căa BĐKH, các mô hình toán th°áng đ°ÿc áp dāng nhằm dự báo và mô phỏng quá trình đái sÿ dāng đÃt s¿ xÁy ra trong t°¢ng lai ĐÁn nay, 8 ph°¢ng

pháp th°áng đ°ÿc áp dāng rộng rãi trên thÁ gißi (BÁng 1.1)

BÁng 2.1 Một số phương pháp mô phỏng trên thế giới

1 Tiên đoán (Genius forecasting)

2 Ngo¿i suy xu h°ßng (Trend extrapolation)

3 Ph°¢ng pháp chuyên gia (Consensus methods) hay ph°¢ng pháp đßng thuÁn 4 Ph°¢ng pháp mô phỏng hay mô hình hóa (Simulation)

5 Ph°¢ng pháp ma trÁn tác động qua l¿i (Cross-impact matrix method) 6 Ph°¢ng pháp kách bÁn (Scenario)

7 Ph°¢ng pháp cây quyÁt đánh (Decision trees)

8 Ph°¢ng pháp mô phỏng táng hÿp (Combining methods)

Tùy thuộc vào yêu cÅu nâng cao mąc độ chính xác căa viác dự báo hay mô phỏng, có thể kÁt hÿp nhiều h¢n một ph°¢ng pháp nhằm xây dựng mô hình toán thể hián đúng bÁn chÃt quá trình thay đái sÿ dāng đÃt Ba d¿ng mô hình chính đã đ°ÿc phát triển dựa trên nhiều nguyên lý khác khau: đáa lý, kinh tÁ và các mô hình há sinh thái

- Mô hình đåa lý (Geographical Models): tÁp trung vào phân bá đÃt đai (Land

allocation) dựa trên khÁ năng thích nghi căa các lo¿i hình sÿ dāng đÃt và vá trí không gian căa các há sinh thái và dân số

- Mô hình kinh t¿ (Economic Model): chú trọng vào nhu cÅu và ngußn cung đÃt đai

và các dách vā Mô hình phÁn ánh một cách có hiáu quÁ h¢n Ánh h°ãng có th°¢ng m¿i quốc tÁ và toàn cÅu hóa đÁn thay đái sÿ dāng đÃt Tuy nhiên, mô hình kinh tÁ th°áng sÿ dāng các

kách bÁn phÁn ánh tác động căa chính sách và các yÁu tố kinh tÁ-xã hội khác đÁn thay đái sÿ dāng đÃt

- Mô hình sinh thái hçc (Ecological Models): liên kÁt phân bá đÃt đai vßi các loài

phong phú hình thành há sinh thái và các vÃn đề môi tr°áng khác Mô hình sinh thái cũng th°áng cho rằng giá cÁ và các biÁn kinh tÁ là các yÁu tố ngo¿i sinh, do đó không tính toán đ°ÿc đÅy đă các tác động căa yÁu tố th°¢ng m¿i đÁn phân bá đÃt đai

Nhìn chung, các mô hình đánh giá sự thay đái căa LULC d°ßi d¿ng động hoặc tĩnh, phi không gian hoặc không gian, suy dißn hoặc quy n¿p, dựa trên m¿u hoặc dựa trên tác nhân (Mishra, 2016 và Zadbagher, 2018) Hián nay, một số mô hình cā thể đã đ°ÿc phát triển hoàn chßnh và áp dāng hiáu quÁ để dự báo nhāng thay đái sÿ dāng đÃt nh° sau:

1.2.1 Mô hình thay đïi są dāng đÃt LCM (Land Change Modeler)

LCM đ°ÿc phát triển bãi phòng thí nghiám thuộc đ¿i học Clark University, Hoa kỳ trong khuôn khá ch°¢ng trình <Mô hình hóa thay đái đÃt đai cho há sinh thái bền vāng= LCM đ°ÿc phát triển đÅu tiên d°ßi d¿ng một phÅn mềm trong môi tr°áng IDRISI (PhÅn mềm táng hÿp cÁ vißn thám và GIS), sau đó đ°ÿc nâng cÃp ch¿y trong môi tr°áng ArcGIS (tć năm 2007) vßi 5 moduls hỗ trÿ khÁ năng đánh giá, hiáu chßnh và mô phỏng nhāng thay đái cÁnh quan và sinh thái học bao gßm: (1) Phân tích thay đái; (2) Tiềm năng chuyển đái; (3) Mô phỏng thay đái; (4) Đánh giá và (5) Quy ho¿ch LCM cho phép ng°ái dùng t¿o ra các mô hình thay đái và mô phỏng dựa trên bộ dā liáu giāa ít nhÃt hai thái điểm, nhằm mô phỏng khÁ năng thay đái trong t°¢ng lai LCM t¿o ra các bÁn đß thể hián sự chuyển đái giāa các lo¿i hình sÿ dāng đÃt thông qua màu sÃc căa tćng lo¿i hình sÿ dāng đÃt, nhằm hỗ trÿ dự báo và mô phỏng về sự thay đßi giāa các lo¿i hình sÿ dāng đÃt nh° thÁ nào và dißn ra ã đâu (Pontius et al 2004)

Land Change Modeler (LCM) đ°ÿc sÿ dāng để phân tích nhāng thay đái về sÿ dāng đÃt và lßp phă mặt đÃt giāa các lo¿i hình sÿ dāng đÃt trong giai đo¿n 1988-2010 căa thành phố Muzaffarpur, Ân độ Nghiên cąu này đ°ÿc thực hián bằng ph°¢ng pháp mô hình hóa thay đái sÿ dāng đÃt (LCM) dựa trên xu h°ßng thay đái sÿ dāng đÃt trong quá khą (tć 1988-2010), viác sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai, bÁn đß mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt đÁn năm 2025 và 2035 đã đ°ÿc t¿o ra KÁt quÁ cho thÃy một số lo¿i hình sÿ dāng đÃt s¿ thay đái đáng kể D¿ng nghiên cąu phân tích và mô phỏng thay đái sÿ dāng đÃt này rÃt hāu ích cho chiÁn l°ÿc phát triển bền vāng căa các đáa ph°¢ng (Varun N.M và cộng sự, 2014)

Một trong nhāng phân tích không gian có thể đ°ÿc thực hián để kiểm tra hián t°ÿng thay đái đÃt đai là mô hình hóa thay đái sÿ dāng đÃt thông qua há thống thông tin đáa lý và vißn thám (P.A Aryaguna, 2020) Ph°¢ng pháp đ°ÿc sÿ dāng là Land Change Modeler căa IDRISI Mô hình này dựa trên dā liáu che phă đÃt năm 2014 và 2018 và một số thông số bá

sung nh° dā liáu đ°áng, DEM và khoÁng cách đÁn đ°áng giao thông Dựa trên kÁt quÁ mô hình tć năm 2014-2018, cho thÃy tßnh Banjarmasin có các thay đái về đÃt đai tć đÃt lúa và đÃt nông nghiáp khác chuyển sang đÃt xây dựng HÅu hÁt các thay đái đÃt đai xÁy ra ã trung tâm Banjarmasin Dựa trên ph°¢ng pháp Chuỗi Markov bằng cách xem xét nhāng thay đái về đÃt đai trong năm tr°ßc, 40% đÃt ch°a xây dựng đã trã thành đÃt xây dựng Dựa trên mô hình dự đoán sự thay đái độ che phă đÃt bằng ph°¢ng pháp Marchov-Chain, viác phát triển đÃt xây dựng t¿i Banjarmasin tÁp trung ã trung tâm và h°ßng về phía bÃc

Mô hình Land Change Modeler cho sự bền vāng sinh thái là phÅn mềm tích hÿp đ°ÿc phát triển bãi IDRISI Selva để phân tích nhāng thay đái về độ che phă đÃt Các công cā mô hình thay đái độ che phă đÃt hỗ trÿ phân tích nhāng thay đái trong sÿ dāng đÃt Viác sÿ dāng mô hình nh° vÁy cũng giúp hiểu rõ h¢n về chąc năng căa há thống sÿ dāng đÃt và sự hỗ trÿ cÅn thiÁt cho viác lÁp kÁ ho¿ch và ho¿ch đánh chính sách cho nhà quÁn lý Do đó mô hình này có thể dự báo sự thay đái sÿ dāng lßp phă mặt đÃt trong t°¢ng lai theo các kách bÁn khác nhau

1.2.2 Mô hình CLUE-S (the Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent):

Mô hình CLUE-S đ°ÿc xây dựng bãi Verburg, dựa trên mô hình CLUE và dā liáu đáa lý không gian độ phân giÁi cao, để áp dāng cho viác phân tích chuyển đái sÿ dāng đÃt và các tác động căa nó ã cÃp đáa ph°¢ng Mô hình chă yÁu đ°ÿc cÃu trúc bãi mô hình thống kê và mô hình thực nghiám, nhằm t¿o nền tÁng cho phân bá đÃt đai cÃp đáa ph°¢ng H¿n chÁ căa CLUE-S là khó thể hián các đặc điểm phąc t¿p căa cÃu trúc đÃt đai (A.Veldkamp and L O Fresco, 1996) cũng nh° sự phân bố không gian căa các thay đái sÿ dāng đÃt (S.Moghadamand, M.Helbich M, 2013) Tuy nhiên, °u điểm căa mô hình CLUE-S là đ°ÿc xây dựng dựa trên nhu cÅu sÿ dāng đÃt, bao gßm các dā liáu về dân số, Ánh và các nhu cÅu khác Trên c¢ sã nhu cÅu kÁt hÿp vßi các kách bÁn đ°ÿc xây dựng tr°ßc, các tác nhân gây biÁn động, nhāng đánh giá về khÁ năng chuyển đái, trọng số các yÁu tố tác động và hián tr¿ng sÿ dāng đÃt,&để mô phỏng sự thay đßi sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai d°ßi các d¿ng bÁn đß sÿ dāng đÃt, vùng biÁn động, khÁ năng xói mòn, phát thÁi cac-bon và đa d¿ng sinh học

1.2.3 Mô hình thay đïi są dāng đÃt CLUMondo

Mô hình CLUMondo là phiên bÁn mßi nhÃt căa CLUE đ°ÿc phát triển để dự báo và mô phỏng quá trình thay đái sÿ dāng đÃt, dựa trên các phân tích thực nghiám phù hÿp vßi khu vực, kÁt hÿp vßi mô phỏng động lực cùng vßi các t°¢ng tác theo không gian và thái gian căa há thống sÿ dāng đÃt Module phi không gian xác đánh nhāng thay đái theo nhu cÅu đối vßi tćng cÃp độ bao gßm dián tích cho tćng māc đích sÿ dāng cā thể Trong module không gian, nhu cÅu này đ°ÿc chuyển thành nhāng thay đái sÿ dāng đÃt t¿i các đáa điểm cā thể cho khu vực nghiên cąu

Hình 2.1 Cấu trúc mô hình CLUMondo

Hình 1.1 Thể hián các b°ßc phân bá đÃt đai trong mô hình CLUMondo Qua đó cho thÃy có sự kÁt hÿp giāa mô hình phi không gian và mô hình không gian nhằm xác đánh nhu cÅu sÿ dāng đÃt và các yÁu tố tác động Do đó viác xác đánh vá trí và mąc độ tác động căa các yÁu tố đển sÿ dāng đÃt là cÅn thiÁt

1.2.4 Mô hình đa tác tą ABM (Agen – Base Model)

Mô hình ABM đã đ°ÿc ąng dāng nhiều trong thay đái lßp phă mặt đÃt sÿ dāng đÃt (Parker D C., et al., 2001; Mialhe F et al., 2012) và cũng đ°ÿc ąng dāng xây dựng ph°¢ng án quy ho¿ch ã vùng miền núi phía bÃc Viát Nam (Castella J et al., 2005), hoặc mô phỏng sự thay đái kiểu canh tác trên ph¿m vi lßn ã Khu vực miền Trung Viát Nam dựa trên dā liáu Ánh vá tinh vißn thám (Jepsen M R et al., 2006) Các tiÁn bộ trong mô hình đa tác tÿ mã ra xu h°ßng nghiên cąu ąng dāng mô hình hóa các vÃn đề phąc t¿p nh° Netlogo, Cormas, GAMA, Trong đó phÅn mềm GAMA cung cÃp nhiều công cā m¿nh trong hỗ trÿ lÁp mô hình đa tác tÿ trực quan (Taillandier P., 2014) và đặc biát là khÁ năng làm viác vßi các tác tÿ t¿o ra tć dā liáu GIS vßi nhiều công cā xÿ lý, tính toán trên dā liáu đáa lý (Taillandier P et al., 2014) Đặc biát, GAMA khá phù hÿp cho viác áp dāng dā liáu GIS trong công tác quÁn lý đÃt đai và nông nghiáp

Vßi mỗi mô hình th°áng có ít nhÃt một thực nghiám (experiment) để thực thi mô phỏng Đối vßi mô hình này, ngoài một thực nghiám có giao dián hiển thá bÁn đß mô phỏng Simulation_GUI_xp còn có 2 thực nghiám khác là Calibration_batch cho phép ch¿y mô phỏng nhiều lÅn theo giÁi thuÁt Genetic để tối °u hóa bộ tham số căa mô hình, thực nghiám simulation_avegage dùng ch¿y mô phỏng nhiều lÅn lặp l¿i để tính toán tự động kÁt quÁ trung bình các lÅn mô phỏng

Hình 2.2 Mô hình đa tác tử

Hình 1.2 thể hián mô hình ABM gßm nhiều phÅn tÿ tính toán đ°ÿc gọi là các tác tÿ, có thể ho¿t động một cách độc lÁp, tự quyÁt đánh để đáp ąng māc tiêu; cũng có thể giao tiÁp vßi các tác tÿ khác, nhằm trao đái dā liáu và thực thi và đánh giá nhāng chiÁn l°ÿc ho¿t động khác nhau căa há thống (Treuil et al., 2008)

1.2.5 Mô hình Markov - CA (Markov – Cellular Automata)

Markov 3 CA đ°ÿc ąng dāng để xác đánh khÁ năng thay đái các lo¿i hình sÿ dāng đÃt dựa trên sự phát triển các nhu cÅu sÿ dāng đÃt và các nhân tố Ánh h°ãng đÁn sự thay đái Mô hình dựa trên ph°¢ng pháp chuỗi Markov và mô hình tÁ bào tự động (Cellular Automata - CA) th°áng đ°ÿc áp dāng trong khu vự có quy mô rộng lßn nh° cÃp vùng, cÃp quốc gia kÁt hÿp vßi dā liáu GIS (Banos, A et al., 2015) Mô hình xây dựng theo ph°¢ng pháp Markov-CA th°áng đ°ÿc xây dựng trên các phÅn mềm th°¢ng m¿i nh° IDRISI (modul CA_MARKOV) hoặc trên ArcGIS Ngoài ra, hián nay cũng có nhiều mô hình đ°ÿc phát triển trên mã ngußn mã vßi chi phí thÃp nh°: NetLogo, REPAST, CORMAS, GAMA, Trong đó, GAMA có °u điểm kÁt hÿp đ°ÿc nhāng điểm m¿nh căa các há nền mô phỏng và làm viác hiáu quÁ vßi nhāng dā liáu phąc t¿p GIS là các tác tÿ không gian (Taillandier P., 2014), t¿o há thống đß thá m¿nh và linh ho¿t trên môi tr°áng GIS 2D hoặc 3D (Grignard A et al., 2013) GAMA có khÁ năng giÁi quyÁt nhāng thách thąc lßn liên quan đÁn lĩnh vực quÁn lý tài nguyên đÃt đai có ąng dāng dā liáu GIS và các xÿ lý dā liáu không gian (Tr°¢ng Chí Quang & tcv, 2014)

Thông th°áng, mô hình tÁ bào tự động kÁt hÿp giāa cÃu trúc và các chu trình CÃu trúc ąng vßi các tÁ bào và quan há liền kề; mỗi tÁ bào đ°ÿc đánh nghĩa trong quan há vßi nhāng tÁ bào xung quanh Các quy trình thiÁt lÁp tình tr¿ng căa tÁ bào Ví dā, một tÁ bào có thể là một lo¿i sÿ dāng đÃt nh° rćng, n°ßc hoặc công trình xây dựng Các ph°¢ng trình quá độ cho ta xác suÃt một tÁ bào s¿ thay đái tình tr¿ng 3 t¿i thái điểm «T» là rćng, đÁn thái điểm «T+1» là công trình xây dựng vßi một xác suÃt nào đó Mô hình tÁ bào tự động đ°ÿc sÿ dāng rộng rãi vì mô hình lo¿i này cho phép tái biểu dißn các quy trình phąc t¿p bằng các nguyên tÃc đ¢n giÁn 3 mỗi tÁ bào s¿ làm biÁn đái tình tr¿ng căa mình một cách năng động tùy thuộc vào tình tr¿ng căa các tÁ bào liền kề Một trong nhāng ví dā nái tiÁng trong lĩnh vực <đái sống nhân t¿o= có tên gọi <trò ch¢i cuộc sống= căa Conway cho phép t¿o ra nhiều hình thái đa d¿ng (patterns) theo nhāng quy tÃc rÃt đ¢n giÁn

Trong bối cÁnh thay đái sÿ dāng đÃt, làm thÁ nào để giÁi thích một tÁ bào s¿ thay đái tình tr¿ng t¿i một thái điểm cā thể? Cách thông th°áng nhÃt là căn cą vào số liáu hay hình Ánh vá tinh để xây dựng các ma trÁn thay đái Tć viác xÁp lo¿i, số l°ÿng các nhóm sÿ dāng đÃt là h¿n chÁ TiÁp đó, ta s¿ đánh nghĩa các thay đái (tính động) căa các tÁ bào tùy theo tćng thái điểm S¿ t¿o ra ma trÁn thay đái - hàng ngàn tÁ bào có tr¿ng thái t¿i một thái điểm cā thể và ma trÁn thay đái s¿ chß rõ viác thay đái tr¿ng thái vßi xác suÃt chuyển tć tr¿ng thái rćng sang tr¿ng thái công trình xây dựng Ta tìm cách giÁm các liên kÁt bằng cách sÿ dāng mô hình quy tÃc dćng/tĩnh (xích Markov) Mô hình này xác đánh xác suÃt thay đái trong một táng thể rộng lßn Chúng ta so sánh dự báo căa tÁ bào t¿i cùng một thái điểm Khác vßi mô hình căa Von Thunen, mô hình này tÁp trung chă yÁu vào dā liáu («Data Driven») và mô hình t¿o ra s¿ có khÁ năng đ°a ra các dự báo chính xác trong một số hoàn cÁnh cā thể và trong thái gian ngÃn

1.2.6 Mô hình MOLUSCE (Modules for Land Use Change Evaluation)

Đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt trong điều kián biÁn đái khí hÁu trong t°¢ng lai, th°áng cháu Ánh h°ãng bãi lách sÿ thay đái và các yÁu tố tác động Do đó MOLUSCE là mô hình khá phù hÿp để áp dāng trong viác phát triển há thống hỗ trÿ ra quyÁt đánh các vÃn đề sÿ dāng đÃt trên nền tÁng há thống thông tin đáa lý (GIS) Các chąc năng chính bao gßm: LÁp bÁng phân lo¿i sÿ dāng đÃt cho khoÁng thái gian A (quá khą), bÁng phân lo¿i sÿ dāng đÃt cho thái kỳ B (hián t¿i) và bÁng phân lo¿i các biÁn hoặc nhân tố giÁi thích (yÁu tố tác động đÁn thay đái sÿ dāng đÃt); Đào t¿o một mô hình dự đoán thay đái sÿ dāng đÃt tć quá khą đÁn hián t¿i (dùng để kiểm đánh); Và dự đoán sự thay đái sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai bằng cách sÿ dāng mô hình tiềm năng chuyển đái, hián tr¿ng sÿ dāng đÃt và các yÁu tố hián t¿i MOLUSCE bao gßm một số moduls:

Cung cÃp dć liáu - cung cÃp các thă tāc để đọc / ghi dā liáu raster và các chąc năng

tián ích t°¢ng tự Mô-đun này cung cÃp cÃu trúc dā liáu để l°u trā nội bộ dā liáu raster Nó sÿ dāng các mÁng có mặt n¿ numpy làm kho l°u trā dā liáu Nhà cung cÃp dā liáu cung cÃp

các ph°¢ng pháp cho: T¿o và l°u trā raster (đọc dā liáu tć táp và quÁn lý các giá trá không có dā liáu, t¿o raster mßi, tiÁt kiám dā liáu); Truy cÁp vào dā liáu và thao tác dā liáu (Đọc dÁi raster cā thể, thay thÁ một dÁi bằng mÁng pixel mßi, nhÁn thống kê các dÁi căa raster, chuẩn hóa dā liáu cho thuÁt toán cā thể, đọc thông tin liên quan đÁn hình học và đáa lý tć biÁn raster, v.v.); So sánh các đối t°ÿng dā liáu đáa lý (Kiểm tra kích th°ßc raster, phép chiÁu và các đối t°ÿng biÁn đái đáa lý giāa các raster)

LÁp bÁng chéo - LÁp bÁng chéo là một mô-đun đ°ÿc sÿ dāng ã một số n¢i căa quy

trình làm viác Māc đích chính căa mô-đun là t¿o các bÁng dự phòng Ví dā, nó đ°ÿc sÿ dāng trong quá trình t¿o ma trÁn chuyển tiÁp Trong tr°áng hÿp này, ph°¢ng pháp tính toán thống kê chuyển đái - có bao nhiêu pixel đã đ°ÿc thay đái KÁt quÁ là bÁng

LÃy m¿u - Là mô-đun thực hián quy trình lÃy m¿u M¿u là một tÁp hÿp dā liáu đÅu

vào và dā liáu đÅu ra t°¢ng ąng phÁi đ°ÿc dự đoán thông qua một mô hình

Phân tích khu vĉc - Māc đích chính căa mô-đun phân tích khu vực là tính toán bÁn

đß thay đái Mô-đun sÿ dāng l°ÿc đß mã hóa chuyển tiÁp tiÁp theo

Mô hình hóa - Ng°ái dùng có một số yÁu tố, raster tr¿ng thái init và raster tr¿ng thái cuối cùng Māc tiêu căa giai đo¿n mô hình hóa là t¿o ra một mô hình có thể dự đoán sự thay đái sÿ dāng đÃt giāa các tr¿ng thái đó Tr°ßc khi thÁo luÁn về các ph°¢ng pháp dự đoán, chúng ta cÅn giÁi thích giai đo¿n chuẩn bá chung PhÅn phā đÅu tiên căa phÅn này thÁo luÁn về các lo¿i dā liáu đÅu vào và đÅu ra và các thao tác cÅn thiÁt vßi dā liáu, các phÅn phā tiÁp theo mô tÁ viác thực hián cā thể các mô hình dự đoán

Mô phéng - Thực hián quy trình đánh giá biÁn động sÿ dāng đÃt Nó cÅn nhÁp dā liáu

tiÁp theo bao gßm: Tr¿ng thái ban đÅu raster; Nhân tố raster; Mô hình BÁng raster tr¿ng thái ban đÅu chąa thông tin về các lo¿i sÿ dāng đÃt hián t¿i, bÁng nhân tố chąa thông tin về các biÁn giÁi thích Mô hình là một công cā dự báo tính toán các tiềm năng chuyển đái trong điều kián căa các yÁu tố và sÿ dāng đÃt hián t¿i Vì vÁy, mô-đun không sÿ dāng các quy tÃc chuyển đái ngÅm đánh, nó sÿ dāng các đián thÁ chuyển đái đ°ÿc t¿o ra bãi các mô hình Hiáu ąng lân cÁn đ¿t đ°ÿc nÁu một mô hình sÿ dāng vùng lân cÁn trong quá trình đào t¿o, ví dā hßi quy logistic có há số cho mọi hàng xóm và há số Ánh h°ãng đÁn tiềm năng chuyển đái NÁu mô hình không sÿ dāng vùng lân cÁn, Trình mô phỏng chß tính đÁn các m¿u chung

Xác thĉc (kiểm đånh) - Mô-đun xác thực cho phép kiểm tra độ chính xác căa mô

phỏng MOLUSCE có ba lo¿i xác nhÁn: Kappa thống kê; Lỗi xác thực bÁn đßi

Mô hình đánh giá thay đái sÿ dāng đÃt MOLUSCE đ°ÿc phát triển d°ßi d¿ng nhāng mô-đun đ°ÿc tích hÿp bãi các thuÁt toán vßi QGIS (phÅn mềm GIS mã ngußn mã) nhằm để phân tích và mô phỏng các thay đái sÿ dāng đÃt / lßp phă (LULC) trong đô thá cũng nh° lâm nghiáp MOLUSCE rÃt thích hÿp để phân tích sự thay đái sÿ dāng đÃt giāa các khoÁng thái

gian khác nhau, sÿ dāng các m¿u lo¿i hình sÿ dāng đÃt / tiềm năng chuyển đái lßp phă hoặc các khu vực có nguy c¢ thay đái và mô phỏng viác sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai (Alghaliya, 2017) Sÿ dāng mô hình MOLUSCE để dự báo LULC mang l¿i cÁ lÿi ích và h¿n chÁ Các lÿi ích bao gßm dự đoán tốt h¢n so vßi các mô hình khác và viác sÿ dāng mô hình dựa trên dā liáu cho phép mô phỏng các tình huống khác nhau bằng cách thay đái các tham số đÅu vào Mặt khác, nhāng h¿n chÁ bao gßm nhu cÅu về l°ÿng dā liáu lßn, kÁt quÁ nh¿y cÁm vßi các tham số đÅu vào và trình độ chuyên môn kỹ thuÁt cao Xu h°ßng sÿ dāng đÃt trong t°¢ng lai có thể đ°ÿc dự đoán bằng mô hình MOLUSCE, mô hình này cũng có thể giúp các nhà quy ho¿ch và chính trá gia đ°a ra quyÁt đánh sáng suốt Cách tiÁp cÁn này có thể hỗ trÿ xác đánh nhāng đáa điểm thích hÿp để bÁo tßn, nông nghiáp hoặc phát triển (Md.Y.Islam, 2023)

1.3 Vißn thám và Há thëng thông tin đåa lý 1.3.1 Vißn thám (Remote Sensing)

Vißn thám là một khoa học công nghá giúp thu thÁp thông tin về các đối t°ÿng trên bề mặt trái đÃt mà không cÅn tiÁp xúc trực tiÁp vßi chúng Hình 1.4 thể hián các công đo¿n căa Vißn thám Nguyên lý c¢ bÁn căa vißn thám đó là đặc tr°ng phÁn x¿ hay bąc x¿ căa các đối t°ÿng tự nhiên t°¢ng ąng vßi tćng giÁi phá khác nhau Công nghá Vißn thám đ°ÿc áp dāng khá phá biÁn trong viác giám sát và thu thÁp thông tin về thay đái lßp phă bề mặt đÃt (Land cover change) và nhāng thay đái về lo¿i hình sÿ dāng đÃt (Land use change)

Hình 2.3 Các công đo¿n của viễn thám Hình 2.4 Các đường cong phổ

Ành vißn thám đ°ÿc t¿o ra bãi các cÁm biÁn (sensor) đ°ÿc đặt trên UAV (Unmanned Aerial Vehicle) máy bay hay vá tinh, cho phép phân tích sự thay đái độ che phă mặt đÃt liên quan đÁn h¿n hán, cháy rćng, lũ lāt và các ho¿t động nhân t¿o nh° đô thá hóa, mã rộng canh tác nông nghiáp đ°ÿc giÁi đoÁn thông qua các đ°áng cong phá (Hình 1.5) Công nghá vißn thám đã trã thành ph°¢ng tián chă đ¿o cho công tác giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi tr°áng Thông tin đ°ÿc cÁp nhÁt có vai trò quan trọng để xây dựng các chính sách phát

triển kinh tÁ - xã hội, cũng nh° cung cÃp dā liáu cho các ąng dāng quÁn lý đÃt đai và môi tr°áng

1.3.2 Há thëng thông tin đåa lý (Geographic Information Systems - GIS)

Há thống thông tin đáa lý (GIS) là một há thống cho phép thu thÁp, l°u trā, truy vÃn, phân tích và hiển thá dā liáu không gian và đã đ°ÿc ąng dāng rÃt phá biÁn trong quÁn lý các vÃn đề về tài nguyên và môi tr°áng Các thành phÅn căa một há GIS đ°ÿc thể hián trong

Hình 1.6 Ąng dāng GIS trong phân tích thay đái lo¿i hình sÿ dāng đÃt; đánh giá đÃt đai và lÁp bÁn đß vùng đÃt thích nghi cho cây trßng hay tiềm năng xói mòn, đ°ÿc biÁt đÁn nh° là công nghá hāu hiáu trong phân tích và đánh giá theo tćng đ¢n vá đÃt đai trong điều kián BĐKH, nhằm hỗ trÿ các nhà quÁn lý ra quyÁt đánh hÿp lý phāc vā chiÁn l°ÿc phát triển kinh tÁ xã hội bền vāng

Hình 2.5 Các thành phần và dữ liệu GIS

Hián nay, tích hÿp GIS, RS và mô hình toán là một xu h°ßng mßi trong giám sát, phân tích và đánh đánh giá tài nguyên đÃt phāc vā lÁp kÁ ho¿ch phát triển đô thá và quy ho¿ch sÿ dāng đÃt bền vāng Trong đó, GIS có đÅy đă các chąc năng căa một há quÁn trá c¢ sã dā liáu không gian có thể phân lßp dā liáu (Hình 1.6); Ánh vißn thám vßi độ phân giÁi khác nhau

đ°ÿc sÿ dāng trong cÁp nhÁt và t¿o ngußn dā liáu hián thái (real time) nhằm nâng cao độ chính xác trong viác dự báo dựa trên các kỹ thuÁt ra quyÁt đánh đa tiêu chí và áp dāng mô hình mô phỏng Viác tích hÿp nhằm bá trÿ, quÁn lý và khai thác dā liáu không gian t¿o ra °u thÁ cho tćng há thống trong ąng dāng vào các lĩnh vực nghiên cąu khác khau (Qihao, 2010) Nhìn chung, trong xây dựng há thống giám sát thay đái sÿ dāng đÃt và lßp phă bề mặt đÃt, viác tích hÿp GIS, RS và mô hình toán có nhāng °u điểm: quÁn lý đÅy đă và đßng bộ dā liáu;

phân tích xu thÁ thay đái trên ph¿m vi không gian rộng lßn; cung cÃp nhanh thông tin các biÁn đái căa tài nguyên và môi truáng trong điều kián BĐKH

1.3.3 Tích hÿp GIS và Vißn thám

Trong thái gian gÅn đây công nghá Vißn Thám và GIS đóng vai trò rÃt quan trọng đối vßi các ngành đặc biát là nông lâm ng° nghiáp và quÁn lý tài nguyên thiên nhiên GIS tć lâu đã đ°ÿc biÁt đÁn nh° là một công cā đÃc lực trong quÁn lý giao thông, đián lực, dÅu khí đặc biát là trong quÁn lý đÃt đai và môi tr°áng Để có đ°ÿc một há GIS đÅy đă và m¿nh thì yêu cÅu về ngußn dā liáu (data) phÁi thÁt chính xác và phÁi luôn đ°ÿc cÁp nhÁt mßi hoá Một trong nhāng ngußn dā liáu đÅu vào quan trọng và mang tính thái sự (mßi) là ngußn t° liáu Ánh vißn thám (remoted sensed images) Ành vißn thám có thể là Ánh vá tinh (satellite images), Ánh hàng không (aerial images) hoặc các lo¿i Ánh radar Nhāng thông tin có thể khai thác tć các lo¿i Ánh vißn thám là rÃt lßn Tuỳ theo tćng lo¿i vá tinh và độ phân giÁi khác nhau mà có thể khai thác cho một māc đích nhÃt đánh Tuy nhiên ngày nay vßi nhāng phÅn mềm xÿ lý Ánh cho phép ng°ái sÿ dāng có thể khai thác nhiều thông tin tć cùng một lo¿i Ánh vá tinh bằng nhāng thuÁt toán và mô hình số

Vßi đặc điểm là một há thống thông tin có đÅy đă các chąc năng căa một há quÁn trá c¢ sã dā liáu không gian, GIS có thể sÿ dāng dā liáu vißn thám nh° ngußn dā liáu đÅu vào và là ngußn dā liáu chính căa há thống Vì thề viác tích hÿp GIS và vißn thám nhằm tÁn dāng các °u điểm căa mỗi há thống và bá trÿ cho nhau là xu h°ßng tÃt yÁu trong quÁn lý dā liáu không gian ąng dāng trong các lĩnh vực nghiên cąu khác khau (Qihao, 2010) Tć các đặc điểm trên cho thÃy viác ąng dāng Vißn thám trong nghiên cąu về sÿ dāng đÃt có nhāng °u điểm sau:

- Độ phă trùm không gian căa t° liáu vißn thám bao gßm các thông tin về tài nguyên, môi tr°áng trên dián tích lßn căa trái đÃt gßm cÁ nhāng khu vực rÃt khó đÁn đ°ÿc nh° rćng nguyên sinh, đÅm lÅy và hÁi đÁo;

- Có khÁ năng giám sát sự biÁn đái căa tài nguyên, môi tr°áng trái đÃt do chu kỳ quan trÃc lặp và liên tāc trên cùng một đối t°ÿng trên mặt đÃt căa các máy thu vißn thám KhÁ năng này cho phép công nghá vißn thám ghi l¿i đ°ÿc các biÁn đái căa tài nguyên, môi truáng giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi tr°áng;

- Sÿ dāng các dÁi phá đặc biát khác nhau để quan trÃc các đối t°ÿng (ghi nhÁn đối t°ÿng), nhá khÁ năng này mà t° liáu vißn thám đ°ÿc ąng dāng cho nhiều māc đích, trong đó có nghiên cąu về khí hÁu, nhiát độ căa trái đÃt;

- Cung cÃp nhanh các t° liáu Ánh số có độ phân giÁi cao và siêu cao, là dā liáu c¢ bÁn cho viác thành lÁp và hián chßnh há thống bÁn đß quốc gia và há thống CSDL đáa lý quốc gia

1.4 Tïng quan các nghiên cāu có liên quan 1.4.1 Nghiên cāu trên th¿ gißi

❖ Nghiên cāu vÁ thay đïi są dāng đÃt

Nghiên cąu về thay đái sÿ dāng đÃt nhằm phân tích nhāng nguyên nhân, động lực thúc đẩy và nhāng tác động căa con ng°ái Ánh h°ãng đÁn thay đái sÿ dāng đÃt và môi tr°áng sinh thái Để giÁi thích đ°ÿc nguyên nhân cũng nh° đánh giá đ°ÿc các tác động Ánh h°ãng căa thay đái sÿ dāng đÃt, nhiều nghiên cąu về sÿ dāng phân tích không gian và mô hình thay đái sÿ dāng đÃt đã đ°ÿc thực hián bãi: White and Engelen, (2000); Wu and Webster, (1998); Verburg and Veldkamp (2001), Irwin and Geoghegan (2001) Dự án quốc tÁ về nghiên cąu thay đái lßp phă mặt đÃt (land cover change) đ°ÿc thực hián và điều hành bãi nhiều tr°áng đ¿i học và các vián nghiên cąu nh° Đ¿i học Clark, Mỹ (1994-1996), Vián Cartografic de Catalunya, Tây Ban Nha (1997- 1999) và Tr°áng Đ¿i học Công giáo Leuven, Bß (2000 - 2005) Māc tiêu căa dự án là tăng c°áng sự hiểu biÁt về nhāng tác động căa con ng°ái và động thái căa biÁn động đÃt đai đÁn nhāng thay đái về độ che phă mặt đÃt Theo Muller and Munroe (2007), khi sÿ dāng mô hình cÅn thiÁt phÁi kiểm chąng kÁt quÁ dự báo sự thay đái sÿ dāng đÃt bằng bián pháp phân tích thống kê, nhằm kiểm đánh giÁ thuyÁt về phân lo¿i các yÁu tố và kiểm tra độ chính xác để đ¿t đ°ÿc kÁt quÁ tốt và đßng nhÃt

Nghiên cąu về thay đái sÿ dāng đÃt t¿i thành phố Them thuộc bang Tomohon căa Indonesia vßi đối t°ÿng nghiên cąu là các lo¿i hình sÿ dāng đÃt và nhāng nông dân, ng°ái trực tiÁp chuyển đái đÃt căa họ ã năm huyán bằng kỹ thuÁt chọn m¿u ng¿u nhiên theo tỷ lá Nghiên cąu có sự tham gia căa các chuyên gia đã sÿ dāng ph°¢ng pháp phân tích nhân tố và quy trình phân tích thą bÁc (AHP) để phân tích dā liáu Phân tích đánh tính mang tính mô tÁ để giÁi thích quá trình chuyển đái đÃt và tác động căa nó ã Tomohon KÁt quÁ cho thÃy có 3 yÁu tố Ánh h°ãng đÁn thay đái sÿ dāng đÃt, đó là yÁu tố kinh tÁ, yÁu tố cÁnh quan và yÁu tố an ninh l°¢ng thực Khi sÿ dāng quy trình phân tích thą bÁc trong phân tích chuyển đái đÃt đai, khía c¿nh đ°ÿc xem xét là khía c¿nh kinh tÁ căa chính sách công về đa d¿ng hóa l°¢ng thực ChiÁn l°ÿc phát triển phù hÿp căa Thành phố Tomohon là chiÁn l°ÿc phát triển du lách sinh thái (Noortje, 2013)

Yu và ctv., 2011 đã sÿ dāng t° liáu Ánh vá tinh Landsat xác đánh đ°ÿc thay đái sÿ dāng đÃt t¿i thành phố Daqing tßnh Heilongjiang (1997 đÁn 2007) KÁt quÁ cho thÃy, đÃt xây dựng, đÃt nông nghiáp và đÃt ch°a sÿ dāng tăng lên gÃp đôi trong khi các vùng đÃt ngÁp n°ßc giÁm đi 60% Nguyên nhân d¿n đÁn thay đái sÿ dāng đÃt là do gia tăng dân số và các chính sách phát triển kinh tÁ xã hội Qihao Weng (Qihao Weng, 2001) đã ąng dāng GIS, Vißn thám và mô hình Markov trong phân tích sự thay đái sÿ dāng đÃt vùng đßng bằng căa Trung Quốc KÁt quÁ cho thÃy, kể tć năm 1978 khi bÃt đÅu cÁi cách kinh tÁ và chính sách mã cÿa đã d¿n đÁn viác thay đái sÿ dāng đÃt nhanh chóng dißn ra ã nhiều khu vực ven biển do công nghiáp

hóa và đô thá hóa GiÁi pháp tích hÿp công nghá đã minh chąng tính hiáu quÁ và khÁ thi để phân tích xu h°ßng, tốc độ và mô hình hóa trong phân tích các quá trình thay đái sÿ dāng đÃt Nghiên cąu về mối quan há giāa tăng tr°ãng dân số và thay đái sÿ dāng đÃt trong 50 năm căa Mohanty (2007) dựa trên số liáu thống kê (1950 đÁn 2000) t° liáu bÁn đß và Ánh vißn thám KÁt quÁ cho thÃy mặc dù mąc độ tăng dân số đã chÁm l¿i, nh°ng do phát triển kinh tÁ d¿n đÁn ĐÃt phi nông nghiáp tăng quá nhanh và nhāng tác động tiêu cực do quá trình đô thá hóa Trong khu vực thă đô căa Ân Độ, Suzanchi và Kaur (2011) đã áp dāng Ánh vißn thám và phân tích không gian trong GIS cho thÃy: đÃt sÁn xuÃt nông nghiáp tăng 67,4% (tć 1989 đÁn 1998) nh°ng tć năm 1998 đÁn 2006 chß tăng 5,7% ĐÃt xây dựng tăng chă yÁu là do gia tăng dân số đô thá và thay đái sÿ dāng đÃt cháu Ánh h°ãng căa yÁu tố kinh tÁ xã hội, cũng nh° thay đái trong sÿ dāng đÃt nông nghiáp phā thuộc vào chi phí lÿi ích trong sÁn xuÃt nông nghiáp Hình 1.7 thể hián kÁt quÁ giÁi đoán sÿ dāngđÃt tć Ánh vá tinh bao gßm đÃt trßng

cây hàng năm, đÃt trßng cây lâu năm và đÃt phát triển đô thá

Hình 2.6 Thay đổi sử dụng đất t¿i đô thị

Tr°ßc đây viác sÿ dāng đÃt ã New Zealand gây ra nhāng Ánh h°ãng cho chÃt l°ÿng n°ßc ã các suối và hß, có rÃt ít công cā đ°ÿc sÿ dāng ã New Zealand để dự đoán tác động căa viác sÿ thay đái dāng đÃt ã quy mô quốc gia Há thống hỗ trÿ quyÁt đánh không gian CLUES đã đ°ÿc phát triển gÅn đây để hỗ trÿ đánh giá sự thay đái sÿ dāng đÃt đối vßi chÃt l°ÿng n°ßc, trang tr¿i kinh tÁ và viác làm Há thống kÁt hÿp một số mô hình hián có tć một số nhà nghiên cąu cung cÃp, tć các mô hình rÿa trôi ã quy mô trang tr¿i đÁn quốc gia dựa trên mô hình hßi quy Một ąng dāng ban đÅu căa mô hình là xác đánh các l°u vực n¢i các vùng