Ứng dụng GIS và phương pháp đa chỉ tiêu đánh giá thoái hóa đất huyện phú lộc, thừa thiên huế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  Lƣu Thị Ngoan ỨNG DỤNG GIS VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐA CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ THOÁI HÓA ĐẤT HUYỆN PHÚ LỘC, THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, Năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  Lƣu Thị Ngoan ỨNG DỤNG GIS VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐA CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ THOÁI HÓA ĐẤT HUYỆN PHÚ LỘC, THỪA THIÊN HUẾ Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số: 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch Hà Nội, Năm 2016 LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu hoàn thành luận văn, nỗ l ực thân, nhận hướng dẫn, giúp đỡ, ủng hộ nhiệt tình nhiều quan, tổ chức, cá nhân, bạn bè đồng nghiệp Nhân dịp xin gửi lời cảm ơn chân thành quan tâm quý báu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đế n PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch, người hết lòng hướng dẫn, bảo phương pháp làm việc, nghiên cứu giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn góp ý chân thành thầy, cô giáo khoa Địa lý trường Đại học khoa học tự nhiên Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Điều tra, Đánh giá tài nguyên đất Tổng cục Quản lý đất đai, Ủy ban nhân dân, phòng Tài nguyên Môi trường huyện Phú Lộc tỉnh Thừa Thiên Huế giúp đỡ thời gian nghiên cứu, thực đề tài Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ, động viên suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận văn Lƣu Thị Ngoan LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Đề tài “Ứng dụng GIS phương pháp nghiên cứu đa tiêu để đánh giá thoái hóa đất huyện Phú Lộc, Thừa Thiên Huế” công trình nghiên cứu cá nhân Các số liệu, kết nêu Luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu khác Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn có xuất xứ, nguồn gốc cụ thể Việc sử dụng thông tin trình nghiên cứu hoàn toàn hợp lệ Tác giả luận văn Lƣu Thị Ngoan MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Thoái hóa đất tượng tự nhiên, song chịu tác động mạnh hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên, đặc biệt tài nguyên đất rừng người Thoái hóa đất gây nên tổn thất nghiêm trọng tài nguyên, suy giảm đáng kể tới khả cung cấp dịch vụ tài nguyên đất mang lại, chí quay trở lại làm gia tăng tác nhân biến đổi khí hậu Nghiên cứu thoái hóa đất giới Việt Nam chặng đường dài với nhiều thành tựu Các kết nghiên cứu có nhiều hướng tiếp cận phương pháp khác việc nghiên cứu thoái hóa đất Ở nước ta, đánh giá thoái hóa đất nói riêng, đánh giá đất đai chiều sâu chất lượng đất nói chung ngày thu hút nhiều quan tâm công tác quản lý nhà nước Điều cụ thể hóa luật đất đai 2013 (Điểm b, Khoản 1, Điều 32) nhắc đến nhiều thông tư hướng dẫn thi hành Qua nhiều dự án điều tra, đánh giá thoái hóa đất từ cấp vùng đến cấp tỉnh, kết hợp với nhiều lần xin ý kiến chuyên gia đến nội dung trình tự công tác điều tra, đánh giá thoái hóa đất thống Bộ Tài nguyên Môi trường ban hành thông tư số 14/2012/TT-BTNMT ngày 26 tháng 11 năm 2012[6] Trong thông tư giới thiệu phương pháp đánh giá đa tiêu Multi Criteria Evaluation (MCE) ứng dụng đánh giá thoái hóa tổng hợp từ tiêu có kỹ thuật tổng hợp thoái hóa đất từ loại hình thoái hóa đất suy giảm độ phì, khô hạn, xói mòn có sẵn kết phân mức cụ thể theo quy định chung thông tư Tuy nhiên, thông tư để mở nội dung trình tự bước thực phương pháp MCE thực tiễn nghiên cứu sản xuất nước ta Mặt khác, dự án điều tra, đánh giá thoái hóa đất thực dừng lại việc sử dụng liệu Vector chồng xếp đồ mà chưa quan tâm đến ưu điểm sử dụng liệu Raster Bên cạnh đó, dự án nghiên cứu thực cho phạm vi cấp tỉnh mà chưa chi tiết bước thực đến phạm vi cấp huyện Thế kỷ 21 kỷ bùng nổ công nghệ thông tin công nghệ GIS đóng vai trò quan trọng Các ứng dụng GIS ngày vươn xa vào tất các lĩnh vực việc kết hợp GIS phương pháp khác mang lại nhiều hiệu cao nghiên cứu Phương pháp đánh giá đa tiêu MCE mô hình kỹ thuật phân tích tổ hợp tiêu kết hợp với khả x lý phân tích không gian GIS công cụ hiệu cho toán đánh giá tổng hợp Phú Lộc huyện ven biển có núi tỉnh Thừa Thiên Huế Điều kiện tự nhiên với chế độ mưa đặc thù hoạt động kinh tế người làm gia tăng nguy xói mòn, thoái hóa đất nơi Việc nghiên cứu, đánh giá nguy nguyên nhân thoái hóa đất, làm sở đưa giải pháp giảm thiểu tác hại thoái hóa đất nơi việc làm cần thiết cấp bách Mặt khác, huyện nằm phạm vi thực dự án Bộ Tài nguyên Môi trường thoái hóa đất cấp tỉnh năm 2012 nên huyện có đầy đủ kết loại hình thoái hóa đất Vì vậy, hướng nghiên cứu kế thừa nguồn liệu có sẵn để chi tiết hóa bước thực đánh giá thoái hóa đất tổng hợp quy định thông tư số 14/2012/TT-BTNMT khả quan có khả thực cao Xuất phát từ vấn đề trên, việc thực đề tài: “Ứng dụng GIS phương pháp nghiên cứu đa tiêu để đánh giá thoái hóa đất huyện Phú Lộc, Thừa Thiên Huế” cần thiết giai đoạn nay, nhằm bổ sung làm sáng tỏ thêm bước thực cho nghiên cứu văn có liên quan trước Đồng thời hỗ trợ đắc lực cho công tác lý, sử dụng đất địa phương Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài thực với mục tiêu: ứng dụng phương pháp GIS phương pháp đánh giá đa tiêu (MCE) để đánh giá thoái hóa đất tổng hợp theo kiểu vùng: ven biển, đồng bằng, đồi núi địa bàn huyện Phú Lộc tỉnh Thừa Thiên Huế Để đạt mục tiêu, đề tài tập trung giải nhiệm vụ sau đây: - Nghiên cứu tổng quan phương pháp GIS phương pháp MCE tài liệu để tìm bước thực kết hợp hai phương pháp đánh giá thoái hóa đất - Nghiên cứu tổng quan đánh giá thoái hóa đất để xác định tiêu tham gia đánh giá thoái hóa đất - Nghiên cứu tổng quan khu vực nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, thực trạng loại hình thoái hóa đất - Đánh giá thoái hóa đất huyện Phú Lộc ứng dụng GIS MCE - Đánh giá nguyên nhân đề xuất giải pháp giảm thiểu thoái hóa đất Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu đề tài là: loại hình thoái hóa đất địa bàn huyện Phú Lộc - Phạm vi nghiên cứu lãnh thổ: Toàn diện tích tự nhiên (trừ diện tích đất phi nông nghiệp, đất núi đá rừng cây) huyện Phú Lộc - tỉnh Thừa Thiên Huế (bao gồm 50.685,22 theo số liệu thống kê năm 2012) - Phạm vi nghiên cứu khoa học: loại hình thoái hóa đất huyện Phú Lộc - tỉnh Thừa Thiên Huế theo kiểu vùng sinh thái (ven biển, đồng bằng, đồi núi) Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp kế thừa: kế thừa có chọn lọc kết nghiên cứu chương trình, dự án, đề tài khoa học có liên quan từ xây dựng liệu phục vụ cho nghiên cứu đề tài - Phương pháp điều tra, thu thập thông tin: bao gồm điều tra thu thập thứ cấp điều tra, thu thập sơ cấp - Phương pháp đánh giá đa tiêu phương pháp kết hợp thông tin từ số tiêu thành dạng số đánh giá Có nhiều phương pháp đánh giá đa tiêu, luận văn sử dụng phương pháp so sánh cặp đôi (MCE) - Phương pháp chuyên gia: người viết sử dụng để tham vấn, xin ý kiến nhà khoa học, chuyên gia có kiến thức kinh nghiệm thứ tự ưu tiên ma trận so sánh cặp đôi tiêu nhằm đánh giá thoái hóa đất tổng hợp cho kiểu vùng - Phương pháp phân tích, xử lý hệ thông tin địa lý (GIS): sử dụng công cụ thao tác phân tích, xử lý liệu, xây dựng liệu đầu vào, cuối đưa đồ kết luận Các kết đạt đƣợc - Bản đồ thoái hóa đất huyện Phú Lộc theo phương pháp ứng dụng GIS đa tiêu MCE - Diện tích thoái hóa đất huyện theo loại sử dụng đất, loại thổ nhưỡng - Giải pháp giảm thiểu thoái hóa địa bàn huyện Ý nghĩa khoa học thực tiễn để tài Ý nghĩa khoa học: Luận văn giúp học viên mở rộng hiểu biết phương pháp đánh giá đa tiêu thoái hóa đất Bên cạnh đó, luận văn góp phần khẳng định khả kết hợp GIS phương pháp đa tiêu MCE việc đánh giá thoái hóa đất hiệu trợ giúp đắc lực cho người định Ý nghĩa thực tiễn Kết đánh giá thoái hóa đất tổng hợp theo phương pháp đa tiêu MCE kết hợp với GIS có đủ độ tin cậy để làm tài liệu tham vấn cho địa phương trình sử dụng đất hợp lý tiến tới tận dụng tiềm từ đất đai Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn chia làm chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu phương pháp nghiên cứu Chương 2: Các nhân tố ảnh hưởng đến thoái hóa đất huyện Phú Lộc Chương 3: Ứng dụng GIS phương pháp đa tiêu MCE để đánh giá thoái hóa đất huyện Phú Lộc Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan GIS Hệ thông tin địa lý (GIS) tập hợp có tổ chức thiết bị phần cứng máy tính, phần mềm, liệu địa lý thủ tục người sử dụng nhằm hỗ trợ giúp thu thập, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích hiển thị thông tin không gian từ giới thực để giải cac nhu cầu thông tin cho mục đích người đặt Cơ sở liệu GIS hệ thống tin địa lý bao gồm liệu không gian liệu thuộc tính: + Dữ liệu không gian biểu diễn đối tượng dạng vùng, đường, điểm + Dữ liệu phi không gian mô tả thuộc tính đối tượng không gian bao gồm: thuộc tính không gian (tọa độ, chu vi, diện tích, mối quan hệ không gian…) mối quan hệ đặc tính (thuộc tính phân loại thông tin liên quan đến đối tượng) Hai loại liệu liên kết với cho phép mô tả đối tượng không gian cách chi tiết, hoàn chỉnh + Cấu trúc không gian (topology): mối quan hệ không gian vật thể, dùng để xác định vị trí tương đối vµ mèi quan hÖ kh«ng gian chúng GIS có hai cấu trúc liệu Raster Vector Trong cấu trúc liệu Raster đưa đến thông tin theo pixcel cấu trúc liệu Vector lại cung cấp thông tin đến khoanh vi gắn liền với hệ thống tọa độ chặt chẽ Trong nghiên cứu thoái hóa đất thực nước, công nghệ GIS đóng vai trò quan trọng xây dựng đồ loại hình thoái hóa đất (thể khoanh vi chứa thông tin loại hình thoái hóa, tồn cấu trúc liệu Vector) GIS giúp kiểm tra xây dựng liệu đầu vào, vạch tuyến điều tra thực địa, thực bước chồng xếp liệu không gian… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lưu Thế Anh, Nghiên cứu xây dựng đồ thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắc Đắk Nông phục vụ sử dụng bền vững tài nguyên đất, Luận văn tiến sỹ, Viện Khoa học công nghệ Việt Nam [2] Bộ Tài nguyên Môi trường (2009), Điều tra, đánh giá thoái hóa đất vùng Miền núi Trung du Bắc phục vụ quản lý sử dụng đất bền vững [3] Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), Điều tra, đánh giá thực trạng thoái hóa đất vùng Bắc Trung Bộ phục vụ quản lý sử dụng đất bền vững [4] Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), Điều tra, đánh giá thực trạng thoái hóa đất vùng Tây Nguyên phục vụ quản lý sử dụng đất bền vững [5] Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), Thông tư số 25/2011/TT-BTNMT ngày 07 tháng năm 2011 Bộ Tài nguyên Môi trường ban hành Quy chế quản lý đề tài, dự án khoa học công nghệ Bộ Tài nguyên Môi trường [6] Bộ Tài nguyên Môi trường (2012), Thông tư số 14/2014/TT-BTNMT ngày 26 tháng 11 năm 2012 Bộ Tài nguyên Môi trường ban hành Quy định kỹ thuật điều tra thoái hóa đất [7] Bộ Tài nguyên Môi trường (2014), Thông tư số 02/2014/TT-BTNMT ban hành chế độ báo cáo thống kê ngành tài nguyên môi trường [8] Bộ Tài nguyên Môi trường (2014), Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT Quy định thống kê, kiểm kê đất đai lập đồ trạng sử dụng đất [9] Bộ Tài nguyên Môi trường (2012), Thực điều tra thoái hóa đất cấp tỉnh phục vụ xây dựng tiêu thống kê diện tích đất bị thoái hóa thuộc hệ thống tiêu quốc gia địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế [10] Bộ Kế hoạch Đầu tư (2011), Thông tư số 02/2011/TT-BKHĐT ngày 10 tháng 01 năm 2011 quy định nội dung Hệ thống tiêu thống kê quốc gia; danh mục nội dung Hệ thống tiêu thống kê cấp tỉnh, huyện, xã [11] Nguyễn Văn Đài (1999), Giáo trình Hệ thông tin địa lý, NXB Đại học Quốc gia- Hà Nội [12] Phạm Ngọc Đăng, Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Khắc Kinh, Trần Đông Phong Trần Văn Ý (2006), Đánh giá môi trường chiến lược, Tập [13] Lê Cảnh Định (2011), Tích hợp GIS phân tích định nhóm đa tiêu chuẩn đánh giá thích nghi đất đai, Tạp chí Viện quy hoạch thiết kế nông nghiệp - 50 năm xây dựng phát triển [14] Lê Thị Giang (2012), Nghiên cứu chuyển đổi cấu sử dụng đất sản xuất nông nghiệp huyện Sơn Động tỉnh Bắc Giang, Luận văn tiến sỹ khoa học, trường Đại học Nông nghiệp [15] Lê Phúc Chi Lăng, Trần Thị Tuyết Mai (2012), Đánh giá tiềm thoái hóa đất tỉnh Thừa Thiên Huế, Tạp chí khoa học công nghệ - Trường Đại học Huế, Tập 74A, Số 5, Trang 77-84 [16] Nguyễn Đặng Phương Thảo nnc (2011), Ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu xác định vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn cho quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chính Minh, Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc 2011 [17] Lê Phương Thúy (2009), Ứng dụng GIS phương pháp phân tích đa tiêu lựa chọn bố trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt phục vụ quy hoạch sử dụng đất (lấy ví dụ huyện Đông Anh thành phố Hà Nội), Luận văn thạc sỹ khoa học, trường Đại học Khoa học tự nhiên –ĐHQGHN [18] Lê Hoàng Tú nnc (2013), Phân vùng nguy lũ lụt lưu vực sông Vu Gia, tỉnh Quảng Nam ứng dụng công nghệ GIS thuật toán AHP, Tạp chí Khoa học đại học ĐHQGHN, Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 29, Số (2013) 64-72 [19] Trung tâm dự báo Khí tượng Thủy văn tỉnh Thừa Thiên Huế (2010), Đặc điểm khí hậu, thủy văn tỉnh Thừa Thiên Huế [20] UBND huyện Phú Lộc (2010), Báo cáo thuyết minh tổng hợp “Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020, kế hoạch sử dụng đất năm kỳ đầu (2011 - 2015) huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế” [21] UBND huyện Phú Lộc (2013), Niêm giám thống kê huyện Phú Lộc năm 2013 [22] Viện Quy hoạch Thiết kế nông nghiệp (2005), Báo cáo thuyết minh đồ đất tỉnh Thừa Thiên Huế [23] Nguyễn Quang Việt nnc (2014), Bước đầu thành lập đô thoái hóa đất theo WOCAT số xã thuộc huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị, Tạp chí Khoa học công nghệ - Trường Đại học Huế, Tập 1, Số [24] Barrow,C.J (1994), Land degradation: development and breakdown terrestrial environments, Cambridge University Press, Great Britain, 295 pp of [25] F.A Lootsma (1999), Multi Criteria Decision Analysis visa Ratio and Difference Judgment, Kluwer Academic Publisher, Netherlands [26] FAO, UNEP, Unesco (1979), A provision al Methodology for Soil Degradation Assessment, FAO, Rome, 2527 January 1979 Italy [27] G.W.J van Lynden and L.R.Oldeman (1997), The Assessment of the status of human - induced soid degradation in South an Southeast Asia (ASSOD), International Soil Reference and Information Centre Wageningen (ISRIC) [28] Glasod (1988), Guidelines for general assessment of the status of human induced soil degradation: Global Assessment of Soil Degradation, GLASOD, pp.25 ISRIC, Wageningen, The Netherlands [29] Hill,J., Megier,J & Mehl,W (1995a), Land degradation, soil erosion and desertification monitoring in Mediterranean ecosystems, Remote Sensing Reviews, 12(1-2), 107-130 [30] Ronald C Estoque(2011), GIS-based Multi-criteria Evaluation, Division of Spatial Information Science [31] Saaty T.L (1996), The Analytic Hierarchy Process, McGraw Hill, 1980 reprinted by RWS Publications, New York [32] Sahoo.Nihar.R., P.Jothimani & G K Tripathy (2002 ), Multi criteria analysis in GIS environment for natural resource development, a case study on gold exploration, Map India, India [33] Stephen J.Carver (2007), Integrating multi-criteria evaluation with geographical information systems, University of Newcastle upon Tyne [34] Switzerland, WOCAT (2008), Mapping questionnaire [35] UNEP/ISRIC (1991), Global Assessment of Human-induced Soil Degradation (GLASOD) [36] Vo Quang Minh (2003), Delineation and incorporation of socio infrastructure database into GIS for land use planning, A case study of Tan Phu Thanh village, Chau Thanh district, Can Tho province, Map Asia.3 [37] Voogd.H (1983), Multi criteria evaluations for urban and regional planning, London Princeton Univ, London [38] WOCAT (2007), Mapping land degradation [39] Zopounidis C P.M Pardalos (2010), Handbook of MultiCriteria Analysis, Applied optimization Springer, USA 14