Ứng dụng Viễn thám hệ thông tin ðịa lý nghiên cứu biến động sử dụng đất vùng cửa sơng Mã tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1990 – 2010 Nguyễn Đức Anh Trường Đại học Khoa học Tư nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên môi trường Mã số: 60 85 01 01 Người hướng dẫn: TS Phạm Quang Sơn Năm bảo vệ: 2013 Abstract: Đánh giá tổng quan nghiên cứu cửa sông khả sử dụng thông tin viễn thám nghiên cứu vùng ven biển cửa sông Thu thập sử lý nguồn tư liệu có liên quan đến khu vực nghiên cứu (địa chất, địa mạo, khí tượng-thủy-hải văn, kinh tế - xã hội, ảnh vệ tinh, đồ loại) Điều tra thực địa, đối sánh với đồ biến động, đánh giá độ xác khai thác thông tin cho đánh giá biến động mơi trường tự nhiên Xây dựng mơ hình xử lý thông tin không gian nghiên cứu vùng ven biển cửa sơng Tích hợp thơng tin khơng gian hệ thống xử lý ảnh số GIS, phân tích đánh giá quy mơ biến động mơi trường tự nhiên Đánh giá biến động không gian vùng ven biển cửa sông Mã đưa định hướng khai thác vùng cửa sơng bối cảnh biến đổi khí hậu nước biển dâng Keywords: Quản lý tài nguyên; Mơi trường; Sử dụng đất; Thanh Hóa Content MỞ ðẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam có mạng lưới sơng ngòi dày đặc với 2860 sơng ngòi lớn nhỏ ñường bờ biển chạy dọc từ Bắc xuống Nam với chiều dài 3.260km Bởi vậy, hình thành nhiều vùng cửa sông lãnh thổ nước ta Vùng cửa sơng với đ ặc điểm tự nhiên vơ đặc biệt, nơi nằm tương tác biển hạ lưu sơng ngòi lục địa, vừa chịu ảnh hưởng chế độ thủy văn sơng ngòi vừa chịu ảnh hưởng chế độ i văn ven biển Vì vậy, nơi có mơi trường tự nhiên ln trạng thái biến động mạnh H oạt ñộng diễn mạnh hai q trình bồi tụ xót lở q trình phát triển c ửa sông rộng châu thổ Chính đặc điểm mà vùng cửa sơng hình thành phát triển hệ sinh thái ñặc thù, có ý nghĩa phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ mơi trường đa dạng sinh học Cụ thể, vùng cửa sông vừa vùng sản xuất, cung cấp n guồn lương thực, thực phẩm vừa đồng thời đảm nhiệm chức tiêu nước lũ, giao thông thủy, bảo vệ môi trường ñiều tiết nguồn nước ngầm, khống chế lũ lụt, bảo vệ đường bờ biển, góp phần ổn định khí hậu, nơi bảo tồn bảo vệ nguồn gen quý Tuy nhiên việc n lý, khai thác bảo vệ khu vực cửa sơng nhiều vấn đề bất cập Hoạt ñộng phát triển kinh tế xã hội người làm cho q trình mơi trường tự nhiên khu vực theo ch iều hướng tiêu cực, ñặc biệt biến ñổi sử dụng ñất có tác động xấu tới sản xuất, khai thác chức cửa sơng Vùng cửa sơng Mã thuộc địa phận tỉnh Thanh Hóa khu vực quan trọng xây dựng phát triển kinh tế xã hội tỉnh vùng lâncận ðây nơi mà hoạt ñộng kinh tế khai thác hải sản, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, phát triển du lịch - nghỉ dưỡng ven biển, vv Tuy nhiên phân tích trên, hiệnnay hoạt ñộng phát triển kinh tế xã hội người làm biến ñộng sử dụng ñất ðặc biệt, việc mở rộng quy hoạch xây dựng cơng trình nhà ở, giao thông, du lịch vùng ven bi ển ngày diễn nhanh chóng Dẫn đến biến ñộng sử dụng ñất khu vực ngày thêm mạnh mẽ Bên cạnh đó, bối cảnh diễn biến đổi khí hậu (BðKH) nước biển dâng (NBD) diễn tồn cầu vùng cửa sông khu vực chịu ảnh hưởng dạng tai biến thiên nhiên, tượng n ước dâng bão, xói lở bờ biển, vỡ đê biển, bồi lấp luồng lạch, nhiễm mặn, nhiễm nguồn nước đất ven biển,.vv… Với mục đích nghiên cứu, ñánh giá biến ñộng sử dụngñất vùng cửa sơng hoạt động q trình tự nhiên hoạt ñộng người gây Nhằm phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội bền vững khu vực vùng cửa sông Mã.ðề tài nghiên cứu ñược lựa chon với tiêu ñề: “Ứng dụng Viễn thám hệ thông tin ðịa lý nghiên cứu biến động sử dụng đất vùng cửa sơng Mã tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1990 – 2010” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Ứng dụng thơng tin viễn thám ña thời gian GIS ñểthấy ñược biến đổi q trình phát triển khơng gian thờigian khu vực cửa sông Mã tỉnh Thanh Hóa Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 ðánh giá tổng quan nghiên cứu vùng cửa sông khả sử dụng thông tin viễn thám nghiên cứu vùng ven biển cửa sông 3.2 Thu thập xử lý nguồn tư liệu có liên quan đến khu vực nghiên cứu (địa chất, địa mạo, khí tượng- thủy- hải văn, kinh tế - xã hội, ảnh vệ tinh, ñồ loại) 3.3 ðiều tra thực ñịa, ñối sánh với ñồ biến ñộng, ñánh giá ñộ xác khai thác thơng tin cho đánh giá biến động mơi trường tự nhiên 3.4 Xây dựng mơ hình xử lý thơng tin khơng gian nghiên cứu vùng ven biển cửa sơng 3.5 Tích hợp thơng tin không gian hệ thống xử lý ảnh số GIS; phân tích, đánh giá qui mơ biến ñộng môi trường tự nhiên 3.6 ðánh giá biến ñộng khơng gian vùng ven biển cửa sơng Mã đưa định hướng khai thác vùng cửa sơng bối cảnh BðKH NBD Phương pháp nghiên cứu Sử dụng kết hợp phương pháp nghiên cứu truyền thống phương pháp có ứng dụng cơng nghệ ñại viễn thám, Hệ thông tin ñịa lý (GIS) Các phương pháp truyền thống sử dụng ñề tài: - Phân tích thống kê tổng hợp tài liệu, số liệu kinh tế- xã hội - ðiều tra khảo sát ngồi thực địa Các phương pháp cơng nghệ mới: - Phân tích ảnh triết xuất thông tin viễn thám hệ thống xử lý ảnh số - Tích hợp thơng tin ảnh, đồ thơng tin địa lý khác phần mềm Hệ thơng tin địa lý (GIS) - Phân tích, ñánh giá mối quan hệ yếu tố tự nhiên nhân tạo Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: Khu vực nằm kẹp sô ng sông Trường Giang sông Mã thuộc huyện Hồng Hóa, tỉnh Thanh Hóa - Phạm vi thời gian: Nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñ ất vùng cửa sơng Mã giai đoạn 1990 – 2010 Cụ thể từ năm 1989 ñến 2013 - Phạm vi khoa học: Với mục tiêu nhiệm vụ ñã ñặt ra, nội dung luận văn giới hạn phạm vi nghiên cứu vấn ñề chủ yếu sau: Xây dựng ñồ biến ñộng trạng sử dụng đấtcửa sơng Mã tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1990 - 2010 ðề xuất giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên bảo vệ môi trường vùng cửa sông Mã bối cảnh biến ñổi khí hậu Dữ liệu, trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu ðề tài nghiên cứu ñã sử dụng tư liệu thiết bị sau: - Bản ñồ ñịa hình tỷ lệ 1:25 000 khu vực nghiên cứu - Các tài liệu thống kê tự nhiên, kinh tế xã hội qua năm nghiên cứu - Ba ảnh vệ tinh Landsat TM, ETM OLI chụp vào ngày 23/11/1989; 16/11/2001 8/10/2013 - Một số báo khoa học, tài liệu liên quan ñến khu vực nghiên cứu - Máy tính, phần mềm GIS xử lý ảnh gồm: ENVI, Mapinfo ArcGIS Cấu trúc luận văn Nội dung luận văn cấu trúc thành chương ngồi phần mở đầu kết luận, cụ thể gồm: Chương 1: Tổng quan sở phương pháp nghiên cứubiến động vùng cửa sơng từ thông tin Viễn thám Hệ thông tin ðịa lý (GIS) Chương 2: ðặc ñiểm ñiều kiện tự nhiên, kinh tế - xãhội khu vực nghiên cứu Chương 3: Nghiên cứu biến động sử dụng đất vùng cửasơng Mã tỉnh Thanh Hóa liệu Viễn thám GIS References Bùi Phương Thảo (2011) Ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất cửa Nam Triệu – cửa Cấm (Hải Phòng) vùng cửa ðáy (Nam ðịnh – Ninh Bình) giai đoạn 1987 – 2010” Luận văn thạc sỹ khoa học, trường ñại học Khoa học Tự nhiên, ñại học Quốc gia Hà Nội Dương Tiến ðức, Trương Thị Hòa Bình, Nguyễn Hữu Huynh (2005) Ứng dụng công nghệ viễn thám Hệ thơng tin ðịa lý để đánh giá biến động lớp phủ thực vật vườn quốc gia U Minh Thượng Tạp chí Nơng Nghiệp Phát triển nơng thơn, No 22, Hà Nội ðào Ngọc ðức (2009) “ðánh giá thực trạng đề xuất sử dụng đất nơng nghiệp hợp lý huyện Hoằng Hóa, tỉnh Thanh Hóa” Luận văn thạc sỹ khoa học, trường đại học Nơng nghiệp Kịch Biến đổi Khí hậu, Nước biển dâng cho Việt Nam, Bộ Tài nguyên Môi trường tháng – 2009 Nguyễn ðình Minh (2009) Phân loại sử dụng đất lớp phủ đất thị Hà Nội liệu Terra ASTER, Trường ðại học Khoa học Tự nhiên, ðại học Quốc gia Hà Nội Phạm Quang Sơn (2004) “Nghiên cứu diễn biến vùng ven biển cửa sơng Hồngsơng Thái Bình sở ứng dụng thông tin viễn thám hệ thông tin ñịa lý (GIS) phục vụ khai thác sử dụng hợp lý lãnh thổ, bảovệ tài nguyên thiên nhiên môi trường” Luận án tiến sỹ ñịa lý, Lưu trữ Trường ðH Khoa học tự nhiên, ðHQG Hà Nội, 145tr Phạm Quang Sơn (2012) “Nghiên cứu biến ñộng vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ tư thông tin Viễn thám phân giải cao GIS, phụ vự chiến lược phát triển kinh tế biển bảo vệ Tài nguyên – Môi trường” ðề tài nghiên cứu khoa học Viện ðịa chất – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tống Sỹ Sơn (2008) “ðánh giá biến ñộng lớp phủ ñất phương pháp phân tích véc tơ biến động huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam.” Luận văn thạc sỹ Khoa ðịa Lý, Trường ðH Khoa học tự nhiên, ðHQG Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (2005) “Cơ sở viễn thám”, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 64 10 Nguyễn Ngọc Thạch, Dương Văn Khảm (2011) “ðịa thông tin ứng dụng” (Các ứng dụng Viễn thám – Hệ thông tin ðịa lý GPS) NXB Khoa học kỹ thuật 11 Vũ Anh Tuân (2004) “Nghiên cứu biến ñộng trạng lớp phủ thực vật ảnh hưởng tới q trình xói mòn lưu vực sơng Trà Khúc phương pháp viễn thám hệ thơng tin địa lý” Luận án TS ðịa lý, Lưu trữ Trường ðH Khoa học tự nhiên, ðHQG Hà Nội 12 Nhữ Thị Xuân, ðinh Thị Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thuý Hằng (2004) “ðánh giá biến ñộng sử dụng ñất huyện Thanh Trì - thành phố HàNội giai ñoạn 1994 2003 sở phương pháp viễn thám kết hợp GIS” Tạp chí khoa học, ðại học quốc gia Hà Nội, Số 4, Tập XX, Hà Nội ... Ứng dụng Viễn thám hệ thơng tin ðịa lý nghiên cứu biến ñộng sử dụng đất vùng cửa sơng Mã tỉnh Thanh Hóa giai đoạn 1990 – 2010 Mục tiêu nghiên cứu ñề tài Ứng dụng thông tin viễn thám ña thời gian... dụng đất vùng cửasơng Mã tỉnh Thanh Hóa liệu Viễn thám GIS References Bùi Phương Thảo (2011) Ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất cửa Nam Triệu – cửa Cấm (Hải Phòng) vùng cửa. .. ñược biến ñổi trình phát triển khơng gian thờigian khu vực cửa sơng Mã tỉnh Thanh Hóa Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 ðánh giá tổng quan nghiên cứu vùng cửa sông khả sử dụng thông tin viễn thám nghiên cứu