Nghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú ThọNghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp MarkokCA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú Thọ
Trang 1BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
NGUYỄN KHÁNH TOÀN
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP
MARKOV-CA VÀ GIS ĐỂ DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG
ĐẤT TỈNH PHÚ THỌ
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Hà Nội, 2018
Trang 2BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
NGUYỄN KHÁNH TOÀN
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP
MARKOV-CA VÀ GIS ĐỂ DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG
ĐẤT TỈNH PHÚ THỌ
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Chuyên ngành: Quản lý đất đai
Mã số: 8850103
NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN AN THỊNH
Hà Nội, 2018
Trang 3i
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS Nguyễn An Thịnh
Cán bộ chấm phản biện 1: TS Nguyễn Thị Khuy
Cán bộ chấm phản biện 2: TS Nguyễn Tiến Cường
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 16 tháng 9 năm 2018
Trang 4ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, của tôi, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt Nam Nếu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Tác giả Luận văn
Trang 5iii
LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội,
Khoa Quản lý đất đai, tôi đã tiến hành làm luận văn “Nghiên cứu, ứng dụng
mô hình tích hợp Markok- CA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú Thọ” Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn ngoài sự cố
gắng và nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, cùng gia đình và bạn bè
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Quản
lý đất đai trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội cùng toàn thể các thầy cô giáo đã dạy dỗ, quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường thời gian qua
Đặc biệt để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi nhận được sự quan tâm của giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn An Thịnh Thầy đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Nguyễn Khánh Toàn
Trang 6iv
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
THÔNG TIN LUẬN VĂN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
1.1 Cơ sở lý luận về sử dụng đất 4
1.1.1 Sử dụng đất 4
1.1.2 Cơ sở khoa học về biến động sử dụng đất và lớp phủ 7
1.1.3 Sử dụng đất, biến động sử dụng đất trên thế giới và Việt Nam 12
1.2 Mô hình hóa Markov-CA trong dự báo biến động sử dụng đất 20
1.2.1 Khái niệm mô hình, mô hình hóa và mô hình hóa không gian 20
1.2.2 Mô hình hóa biến động sử dụng đất 21
1.2.3 Khái niệm và ứng dụng chuỗi Markov 22
1.2.4 Mạng tự động (Cellular Automata - CA) 24
1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu 26
1.3.1 Trên thế giới 26
1.3.2 Tại Việt Nam 31
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 34
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 34
Trang 7v
2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 34
2.2 Nội dung nghiên cứu 34
2.3 Phương pháp nghiên cứu 34
2.3.1 Phương pháp phân tích và tổng quan tài liệu 34
2.3.2 Phương pháp khảo sát thực địa 35
2.3.4 Phương pháp phân tích, mô hình hóa không gian Markov - CA 36
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41
3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sử dụng đất tỉnh Phú Thọ 41
3.1.1 Nguồn lực tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên 41
3.1.2 Nguồn lực kinh tế - xã hội 50
3.1.3 Đánh giá điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội 57
3.2 Đánh giá hiện trạng sử dụng đất giai đoạn 2005 – 2015 trên cơ sở tư liệu ảnh viễn thám 60
3.2.1 Xây dựng bản đồ lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2005, 2010, 2015 60
3.2.2 Đánh giá hiện trạng sử dụng đất giai đoạn 2005 - 2015 65
3.3 Dự báo biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ đến năm 2020 - 2025 72
3.3.1 Quy trình nghiên cứu 72
3.3.2 Phân cấp thích hợp 74
3.3.3 Xây dựng ma trận chuyển dịch dựa vào chuỗi Markov 85
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined.
Trang 8vi
THÔNG TIN LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Nguyễn Khánh Toàn
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn An thịnh
Tên đề tài: Nghiên cứu, ứng dụng mô hình tích hợp Markov – CA và GIS để dự báo biến động sử dụng đất tại tỉnh Phú Thọ
Thông tin luận văn:
- Tổng quan tài liệu và xây dựng cơ sở lý luận về ứng dụng mô hình Markov - CA trong dự báo xu hướng biến động sử dụng đất
- Đánh giá các nhân tố ảnh hưởng tới biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ
- Đánh giá hiện trạng sử dụng đất tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2005 - 2015 trên cơ sở tư liệu ảnh viễn thám
- Dự báo biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ đến năm 2025 trên cơ sở
mô hình Markov - CA và GIS
Trang 9vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
FAO Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên Hợp Quốc LUCC Biến động sử dụng đất và lớp phủ
TDB Thời điểm dự báo
TCT Mốc thời gian cận trên của quá trình đánh giá
TCD Mốc thời gian cận dưới của quá trình đánh giá
CA Cellular Automata - Mạng tự động
MCE Multi Criteria Evaluation - Đánh giá đa chỉ tiêu
Trang 10viii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Tỉ lệ % đất tự nhiên và đất nông nghiệp trên toàn thế giới 13
Bảng 1.2 Biến động diện tích đất nông nghiệp toàn quốc 17
Bảng 1.3 Biến động diện tích đất 2015 18
Bảng 3.1 Đặc trưng hình thái sông trên địa bàn tỉnh Phú Thọ 45
Bảng 3.2 Hiện trạng sủ dụng đất tỉnh Phú Thọ ( tính đến 31/12/2016) 46
Bảng 3.3 Hiện trạng rừng theo chức năng sử dụng 48
Bảng 3.4 Sản lượng khai thác một số loại tài nguyên trên địa bàn tỉnh Phú Thọ 50
Bảng 3.5 Diện tích, dân số và mật độ dân số các huyện năm 2016 51
Bảng 3.6 Đóng góp của các khu vực kinh tế vào GDP của toàn tỉnh qua các năm 55
Bảng 3.7 Hệ thống chú giải của ảnh lớp phủ mặt đất 61
Bảng 3.8 Hệ thống mẫu giải đoán ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu 63
Bảng 3.9 Bảng biến động diện tích đất đai tỉnh Phú Thọ 72
Bảng 3.10 Diện tích các loại hình sử dụng đất tỉnh Phú Thọ các năm 2005, 2010, 2015, 2020, 2025 (đơn vị: ha) 93
Trang 11ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Bình quân diện tích đất canh tác trên đầu người 14
Hình 2.1 Mô hình chuỗi Markov 36
Hình 2.2 Giao diện phần mềm Idrisi Selva 39
Hình 2.3 Module MARKOV trên Idrisi Selva 39
Hình 2.4 Module MARKOV - CA trên Idrisi Selva 40
Hình 3.1 Bản đồ tỉnh Phú Thọ 41
Hình 3.2 Ảnh LandSat khu vực tỉnh Phú Thọ năm 2005, 2010, 2015 62
Hình 3.3 Quá trình chọn mẫu và phân loại ảnh vệ tinh tỉnh Phú Thọ 64
Hình 3.4 Bản đồ lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2005, 2010 và 2015 65
Hình 3.5 Biểu đồ tỷ lệ các lớp đối tượng sử dụng đất năm 2005 66
Hình 3.6 Bản đồ lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2005 67
Hình 3.7 Biểu đồ tỷ lệ các lớp đối tượng sử dụng đất năm 2010 68
Hình 3.8 Bản đồ lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2010 69
Hình 3.9 Biểu đồ tỷ lệ các lớp đối tượng sử dụng đất năm 2015 70
Hình 3.10 Bản đồ lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2015 71
Hình 3.11 Quy trình dự báo biến đổi lớp phủ mặt đất khu vực nghiên cứu 73
Hình 3.12 Quy trình phân cấp thích hợp 75
Hình 3.13 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của rừng kín với các loại hình lớp phủ 76
Hình 3.14 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của rừng trung bình với các loại hình lớp phủ 76
Hình 3.15 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của rừng thưa với các loại hình lớp phủ 77
Hình 3.16 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của cây bụi với các loại hình lớp phủ 78
Hình 3.17 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của đất xây dựng với các loại hình lớp phủ 78
Trang 12x
Hình 3.18 Ảnh phân ngưỡng mức độ thích hợp của đất xd với độ dốc 79
Hình 3.19 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của đất trống với các loại hình lớp phủ 80
Hình 3.20 Ảnh phân ngưỡng thích hợp của mặt nước với các loại hình lớp phủ 80
Hình 3.21 Ảnh phân cấp thích hợp cho đất xây dựng 82
Hình 3.22 Ảnh phân cấp thích hợp cho rừng kín 82
Hình 3.23 Ảnh phân cấp thích hợp cho rừng trung bình 83
Hình 3.24 Ảnh phân cấp thích hợp cho rừng thưa 83
Hình 3.25 Ảnh phân cấp thích hợp cho cây bụi 84
Hình 3.26 Ảnh phân cấp thích hợp cho đất trống 84
Hình 3.27 Ảnh phân cấp thích hợp cho mặt nước 85
Hình 3.28 Mô hình Markov trong Idrisi 85
Hình 3.29 Ma trận chuyển dịch diện tích giữa các lớp đối tượng 86
Hình 3.30 Ma trận chuyển dịch xác suất giữa các lớp 87
Hình 3.31 Tập các hình ảnh xác suất có điều kiện 87
Hình 3.32 Mô hình hóa biến đổi lớp phủ mặt đất dựa vào CA_Markov 88
Hình 3.33 Kết quả mô hình hóa biến đổi sử dụng đất tỉnh Phú Thọ đến năm 2015 89
Hình 3.34 Kiểm chứng kết quả mô hình hóa và bản đồ lớp phủ năm 2015 90
Hình 3.35 Kết quả kiểm chứng kết quả mô hình hóa và bản đồ lớp phủ năm 2015 90
Hình 3.36 Kết quả dự báo lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2020 91
Hình 3.37 Kết quả dự báo lớp phủ mặt đất tỉnh Phú Thọ năm 2025 92
Hình 3.38 Biểu đồ thể hiện diện tích các loại hình sử dụng đất tỉnh Phú Thọ các năm 2005, 2010, 2015, 2020, 2025 93
Trang 13Luận văn đủ ở file: Luận văn full